بررسی انتقال حرارت جابجایی جریان نانوسیال در مبدل های حرارتی لوله ای با وجود سطوح توسعه یافته

با توجه به کاربرد فراوان مبدل های حرارتی در صنعت و تاسیسات گرمایی و سرمایی، بهینه سازی و افزایش راندمان آن از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین تحقیقات نشان می دهد نانوسیال ها نقش به سزایی در افزایش انتقال حرارت دارند. در این مقاله بررسی اثر سطوح توسعه یافته (نوارهای کرکره ای) بر روی انتقال حرارت جابجایی در مبدلهای حرارتی لولهای با استفاده از نانوسیال ارائه شده است. تا آنجا که مطالعه شده است، بررسی سه بعدی که هم نوار کرکره ای برای نانو سیال و هم اثرات جاذبه را بررسی کند، انجام نگردیده است. همچنین در این تحقیق شرایط مرزی لغزش در نظر گرفته شده که پیش از این مورد بررسی قرار نگرفته است.، لذا در این پروژه نوارهای کرکرهای (سطوح توسعه یافته) را در شرایط هندسی مختلف و به صورت سه بعدی به کمک نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار میدهیم. برای این منظور ابتدا مقدماتی در رابطه با انتقال حرارت، نانوسیالات و مبدل های حرارتی و همچنین مروری بر پژوهش های گذشته ارائه گشته است. سپس معادلات حاکم بر مسئله استخراج گردیده و مدلسازی نرم افزاری مسئله دینامیک سیالات محاسباتی مورد نظر با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت انجام شده است. در نهایت بعد از اعتبارسنجی و کسب اطمینان نتایج مورد نظر ارائه و مشاهده شده است که با افزایش زاویه نوارهای کرکره ای، به دلیل برخورد شدیدتر جریان با نوارها، مقادیر تنش برشی و ضریب انتقال حرارت افزایش مییابند. همچنین مشاهده شده است که با افزایش درصد نانوذرات، به دلیل بهبود مشخصات جریان، مقادیر تنش برشی و ضریب انتقال حرارت افزایش یافته و با افزایش عدد رینولدز، به دلیل افزایش سرعت و افزایش میزان برخورد جریان با دیواره ها، مقادیر تنش برشی و ضریب انتقال حرارت افزایش می یابند.

Keywords:

انتقال حرارت , نانوسیال , مبدل حرارتی , سطوح توسعه یافته