تحلیل عددی جریاى و انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال

در سه دهه گذشته مطالعه که جریان سیال انتقال حرارت ناشی از جابجایی طبیعی، به علت کاربردهای گسترده مهندسی و صنعتی نظیر خنک سازی تجهیزات الکترونیکی، مدل های حرارتی، صنایع غذایی، دینامیک سدها و مخازن، روکش دهی و ریخته گری فلزات، سیستم های خورشیدی، استخراج نفت تکنولوژی روغن کاری اهمیت خاصی پیدا کرده است. خصوصا با افزایش راندمان سیستم های مختلف و کاهش ابعاد آنها تحقیقات کارهای پیشرفته ای برای بهبود ویژگی های انتقال حرارتی سیال های عامل متداول صورت گرفته است. از این اخیراً تلفیق جابه جایی طبیعی با موضوع نانو سیال جهت دستیابی به راندمان بیشتر حرارتی مورد توجه محققین فراوانی قرار گرفته است. در این تحقیق و مطالعه عددی میدان جریان و انتقال حرارت نانو سیال آب - اکسید آلومینیوم با استفاده از کد کامپیوتری متن باز teach پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا نحوی مدل سازی خواص فیزیکی نانوسیال مرور شده و سپس با در نظر گرفتن مدل تک فاز سیال نیوتنی، معادلات دیفرانسیل و شرایط مرزی حاکم بر جریان نانوسیال و انتقال حرارت در هندسه مورد نظر تعیین شده اند. روش حجم محدود برای شبکه یکنواخت و الگوریتم سیمپلر برای کوپلینگ ساعت - فشار به کار رفته است. با توجه به شرایط مسئله مورد نظر و با استفاده از نرم افزار tecplot نتیجه حاصله شبیه سازی عددی میدان جریان انتقال حرارت نانو سیال آب -اکسید الومینیم در محفظه دو بعدی مربعی با تغییر کسر حجمی نانوذرات و عدد رایلی بررسی شده اند. با تحلیل نتایج حاصل از مطالعه ادبی مشخص شد و تمامی مقادیر عدد رایلی (فرمول در متن اصلی مقاله) عدد ناسلت متوسط با افزایش کسر حجمی نانوذره به صورت پیوسته افزایش می یابد به طوری که در رایلی (فرمول در متن اصلی مقاله) افزودن 0/09 از کسر حجمی نانوذرات الومینیم اکسید تا 19/4 و 7/9 درصد انتقال حرارت را افزایش می دهد.

Keywords:

نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم , خواص ثابت , محفظه مربعی شکل , جابجایی طبیعی