بررسی عددی اثر نانوسیال با نانوذرات مختلف درون سیال پایه آب بر عملکرد هیدرولیکی حرارتی لوله سه بعدی تحت شار حرارتی ثابت

در این مطالعه به بررسی اثر نانوسیال با نانوذرات مختلف درون سیال پایه آب بر عملکرد هیدرولیکی حرارتی در جریان آرام درون یک لوله سه بعدی تحت شار ثابت حرارتی به صورت عددی پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی جریان آرام از مدل Laminar و همچنین از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل، برای حل عددی معادلات بقا استفاده شده است. مطالعه برای نانوذرات اکسید آلومینیوم، اکسید سیلسیم و اکسید تیتانیوم در اعداد رینولدز 800 تا 1800 و کسرحجمی صفر تا 3 درصد از نانوذرات انجام شده است. لوله تحت شار حرارتی ثابت 300 وات بر متر مربع می اشد. نتایج بدست آمدهنشان می دهد افزودن نانوذرات به سیال پایه آب در تمامی کسرحجمی ها و اعداد رینولدز باعث افزایش انتقال حرارت می گردد. در عدد رینولدز 1800 و کسرحجمی 3 درصد بیشترین و کمترین میزان انتقال حرارت به ترتیب مربوط به نانوسیال با نانوذرات اکسید آلومینیوم و اکسید سیلسیم می باشد که مقدار آنها نسبت به سیال پایه آب در همان رینولدز و کسرحجمی به ترتیب به مقدار 36/52 و 23/80 درصد افزایش داشته است. همچنین در همان رینولدز و کسرحجمی بیشترین و کمترین میزان ضریب اصطکاک به ترتیب مربوط به نانوسیال با نانوذرات اکسید آلومینیوم و اکسید سیلسیم می باشد که مقدار آنها نسبت به سیال پایه آب در همان رینولدز و کسرحجمی به ترتیب به مقدار 46/62 و 26/60 درصد افزایش داشته است.

Keywords:

شبیه سازی عددی , جریان آرام , نانوذرات مختلف , الگوریتم سیمپل , عملکرد هیدرولیکی حرارتی PEC