بررسی عددی تاثیر نانوذرات بر افزایش انتقال گرما در فیلم تقطیر روی یک استوانه افقی

در این مقاله، یک حل تشابهی برای محاسبه انتقال گرما در تقطیر لایه ای نانوسیال روی یک استوانه افقی ارائه شده است. مشاهدات تجربی گذشته نشان می دهد که نانوذرات با بخارات سیال پایه در اواپراتور همراه شده و در فیلم تقطیر تشکیل شده در کندانسور حضور دارند. به دلیل نقش مهم نانوذرات در افزایش انتقال گرما از فیلم تقطیر، در این مقاله به بررسی عددی این پدیده پرداخته می شود. اثر تغییر زاویه روی سطح استوانه، عدد جاکوب، تغییر در کسرحجمی نانوذرات و استفاده از نانوسیال های مختلف، بر پروفیل سرعت، دما و عدد نوسلت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با حضور نانوذرات آلومینا و اکسید تیتانیوم در سیال پایه آب، ضریب انتقال گرمای جابجایی در لایه تقطیر افزایش می یابد؛ ولی در مورد نانوذرات مس و نقره، انتقال گرمای رسانشی غالب است و بنابراین عدد نوسلت کاهش پیدا می کند. می توان دید که اثر عبارت های جابجایی با فاصله گرفتن از نقطه سکون بالایی تا زاویه ۹۰ درجه، افزایش یافته و پس از آن تا نقطه سکون پایینی کاهش پیدا می کند. همچنین با کم شدن شعاع استوانه انتقال گرمای همرفت به صورت قابل توجهی کاهش می یابد. بر اساس نتایج به دست آمده می توان گفت که نظریه نوسلت تنها در اعداد جاکوب پایین می تواند جواب قابل قبولی ارائه دهد.

Keywords:

تقطیر لایه ای , استوانه افقی , نانوسیال , انتقال گرما , حل تشابهی