مدلسازی عددی جریان متلاطم نانوسیال آب- Al2O3 در یک مبدل حرارتی دو لولهای با آرایش موازی و استفاده از خواص حرارتی متغیر

مبدل های حرارتی از تجهیزات بسیار مهم تاسیسات نفت و گاز و سایر صنابع به شمار می روند. از کاربردهای خاص مبدلها بازیافت افت حرارتی در فرآیند شیمیایی می باشد که از طریق حرارت بین سیالهای داخل لوله و پوسته جهت افزایش یا کاهش دمای سیال ها در محیط های عادی یا خورنده انجام می پذیرد. در این مطالعه میدان جریان و انتقال حرارت، جریان متلاطم نانوسیال آب-Al2O3 در یک مبدل دولوله ای با استفاده از ضریب انتقال حرارت هدایتی و ویسکوزیته متغیر، مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم با استفاده از یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن با استفاده از الگوریتم سیمپلر حل شده است. در این مدل سازی از روش حجم محدود با به کارگیری طرح پیوندی استفاده شده است. برای مدل سازی نانوسیال از مدل تک فازی استفا ده شده است. سیال داخلی نانوسیال (گرم) و سیال خارجی سیال پایه (سرد) در نظر گرفته شده است. در این شبیه سازی نتایج حاصل از مدل سازی با استفاده از خواص حرارتی متغیر نسبت به حالتی که از خواص حرارتی ثابت استفاده می شود، مقادیر بیشتری می باشند. بر اساس نتایج عددی مشاهده شد که با افزایش کسر حجمی نانوذرات و عدد رینولدز سیال، عدد ناسلت، ضریب انتقال حرارت جابجایی و بازده حرارتی افزایش می یابد.

Keywords:

نانوسیال , مبدل حرارت دولوله ای , ضریب انتقال حرارت جابجایی متوسط , عدد ناسلت متوسط , جریان متلاطم