بررسی مقایسه ای راندمان مبدل های حرارتی با کانال های مربعی با استفاده از جریان نانو سیال و مولدهای گردابه ای

در این تحقیق به مطالعه و بررسی عددی انتقال حرارت در مبدل های حرارتی فشرده کانال مربعی همراه با مولدهای گردابه مستطیلی و نانو سیال آب/آلومینا ( AL۲O۳ ) پرداخته شد. هدف از انجام این تحقیق مقایسه میزان نرخ انتقال حرارت در مبدل های فشرده دارای کانال مربعی در دو حالت استفاده از مولدهای گردابه و نانو سیال آب/ آلومینا با شرط مرزی بار حرارتی ثابت در دیواره ها بود. همچنین میزان نرخ انتقال حرارت در حالتی که از نانو سیال با غلظت های مختلف ( ۱ تا ۵ درصد) استفاده شد نسبت به سیال آب مورد بررسی قرار ۴۵، ۶۰ و ۹۰ درجه در صفحات بالایی و پایینی کانال ، گرفت. و مولد گردابه ی مستطیلی در سه زاویه اتصال مورد استفاده قرار گرفت. این بررسی ها از طریق نتایج بدست آمده از شبیه سازی با فلونت صورت گرفته است. پارامترهای مورد بررسی شامل زاویه ی اتصال مولد گردابه به کانال و نوع سیال بود. شبیه سازی در محدوده یعدد رینولدز ۱۶۰۰ انجام شد. با بررسی نتایج به دست آمده، همانطور که انتظار می رفت، با افزودن نانوذرات آلومینیوم به سیال آب در تمامی شرایط افزایش در ضریب انتقال حرارت و بالتبع آن بهبود در میزان انتقال حرارت جابجایی مشاهده شد. همچنین با افزایش میزان درصد نانو، میزان افزایش انتقال حرارت بیشتر شد. به عبارت دیگر می توان گفت در تمام شرایط مورد بررسی، میزان ناسلت آب به نانو سیال آب/آلومینا به کار رفته باغلظت های مختلف کمتر است. همچنین استفاده از مولد گردابه مستطیلی در سه زاویه مختلف سبب افزایش نرخ انتقال حرارت در کانال شد که بیشترین حالت انتقال حرارت در زاویه ۹۰ درجه نسبت به دو زاویه ۶۰ و ۴۵درجه صورت گرفت. مقایسه نتایج استفاده از مولد گردابه و نانو سیال به عنوان عامل هایی برای افزایش نرخ انتقال حرارت در مبدل های حرارتی فشرده با استفاده از کانال های مربعی نشان داد که هر دو عامل سبب افزایشنرخ انتقال حرارت در کانال می شوند اما این افزایش در مولدهای گردابه بیشتر از نانو سیالات می باشد.

Keywords:

مبدل های حرارتی فشرده , کانال مربعی , نانوسیال , مولد گردابه , راندمان