بررسی عددی انتقال حرارت در یک جریان نانوسیال در میکروکانال با محیط متخلخل

مبدل های گرمایی در حد میکرو دارای مزایای بسیار زیادی از جمله کارایی گرمای زیاد، نسبت سطح انتقال گرما به حجم زیاد، اندازه کوچک، وزن کم، سیال مورد نیاز کم و انعطاف پذیری طراحی آن است در مقاله برای بهبود عملکرد میکرو کانال ها دو راهکار ارائه شده است، یکی استفاده از موانع مربع شکل عایق برای ایجاد اختلاط بیشتر جریان که نمایانگر محیط متخلخل دارای ساختار منظم و دیگری به کار بردن نانو سیال آب - اکسید آلومینیوم با دو در صد حجمی متفاوت جریان درون کانال آرام، غیرقابل تراکم، تک فاز و دو بعدی بوده و همچنین ماده متخلخل به صورت همگن، کاملاً اشباع سیال و در تعادل دمای محلی با سیال مفروض است. شرط عدم لغزش برای دیوارها و موانع اعمال شده است. خروجی کانال به صورت توسعه یافته در نظر گرفته شده است. این مقاله دارای سه نوع کانال ساده، کانال همراه موانع مربعی با آرایش 4*4 و کانال دارای ارایش 10*10 می باشد. سیکل به کار رفته در شبیه سازی شامل آب خالص، نانو سیال آب - اکسید آلومینیم با در صد حجمی یک در صد و دو در صد و همچنین جریان دارای رینولدوزهای 100 و 200 و 300 می باشد. برای شبیه سازی کانال ها و نرم افزار آنسیس فلوئنت 16 استفاده شده و برای گسست سازی معادلات از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل استفاده شده است. از جمله نتایج به دست آمده در این مطالعه وجود موانع باعث اختلاط جریان بهبود عملکرد انتقال حرارت مبدل می شوند و استفاده از نانو ذرات در سیال پایه باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال پایه و افزایش عملکرد مبدل می شود.

Keywords:

میکروکانال , نانوسیال , محیط متخلخل , حجم محدود , فلوئنت