بررسی عددی انتقال حرارت نانو سیالات همگن تحت جابجایی آزاد

امروزه استفاده از نانوذرات در سیالات به علت ضریب هدایت حرارتی بالای آنهاکه سبب افزایش قابلیت رسانایی گرمایی سیالهای پایه می گردد، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با معلق کردن نانو ذرات فلزی همچون (AL(2)O(3 و CuO در سیالاتقابلیت رسانایی گرمایی آنها نیز افزایش یافته و با استفاده از این ایده ی کلیدی می توان انتقال حرارت در سیال را افزایشداد . ازمهمترین دلایل این افزایش انتقال حرارت، افزایش سطح انتقال حرارت و همچنین افزایش ضریب هدایت حرارتی است.هدف مقاله ی موجود مدل سازی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه بسته و درمحدوده ی دمای نانو سیال ها میباشد. در این مقاله نانو سیال مورد مطالعه شامل سوسپانسیون پایدار نانو ذره های (AL(2)O(5 با کسر حجمی 0/05% در آب است. سیستم مورد مطالعه، محفظه بسته حفره ای مربع شکل است که با یک سیستم دو بعدی تصویر شده است. در ابتدا حفره باسیال پرشده و سپس نیروهای شناوری ناشی از وجود گرادیانهای دمایی بین دیواره های گرم و سرد سبب ایجاد حرکات سیالدر حفره می گردد. دیواره های عمودی آدیاباتیک ودیواره های افقی ایزوترمال می باشند. نانو سیال در محدوده ی عددرایلی (Ra:10(3)-10(7 مورد مطالعه قرار گرفته است. با مدلسازی CFD معادلات سرعت و حرارت حاکم بر سیستم، نمودار هایتابع جریان، سرعت و ایزوترم های دمایی به دست آمده است و مقایسه ای بر روی نمودارها در اعداد مختلف رایلی انجام شدهاست. همچنین مقایسه با نتایج سایر محققان نشان می دهد حفره های عمودی که از دیوار های چپ و راست، گرم و یا سردمی شوند، بهتر از حفره های افقی که از دیوار های بالا و پایین گرم و سرد می شوند، می باشند.

Keywords:

جابجایی آزاد , نانو ذره , نانو سیال , مدل سازی