بررسی اثر شکل نانو ذرات بر میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال درسیستم خنککاری روغن یاتاقانهای پمپ تغذیه نیروگاه هستهای PWR

در این تحقیق هدف آن است که اثر شکل نانوذرات بر میدان جریان و انتقال حرارت نانوسیال آب- اکسید سیلیسیوم در محفظه مربعی از سیستم خنک کاری روغن یاتاقانهای پمپ تغذیه نیروگاه هستهای مدل PWR به صورت عددی بررسی شود. همهی دیوارههای محفظه ساکن بوده و دیوارههای بالایی و پایینی آن عایق هستند. دیوارههای عمودی در طرف راست و چپ به ترتیب سرد و گرم هستند. برای شبیهسازی عددی کد کامپیوتری به زبان فرترن و روش حجم محدود آماده شده و از الگوریتم سیمپلر برای رفع کوپل شدگی سرعت و فشار استفاده شده است. مطالعه برای شکلهای 4 کروی، آجری، تیغهای، صفحهی و استوانهای نانوذرات، کسرهای حجمی 0 تا 04/0 و برای اعداد رایلی 1010 تا 6انجام شد. نتایج عددی نشان دادند که در همه اعداد رایلی بررسی شده همواره بیشترین و کمترین مقادیر ناسلت موضعی بهترتیب متعلق به نانوذرات کروی و صفحهای شکل است. برای همهی اعداد رایلی بررسی شده عدد ناسلت متوسط بهجز برای نانوذرات کروی شکل با افزایش کسر حجمی نانوذرات کاهش مییابد. در همه اعداد رایلی بررسی شده همواره مقادیر عدد ناسلت متوسط برای نانوذرات تیغهای و آجری بالاتر از مقادیر ناسلت متوسط برای نانوذرات استوانهای و صفحهای میباشد. با افزایش عدد رایلی در همه کسرهای حجمی و برای همهی شکلهای نانوذرات عدد ناسلت متوسط زیاد میشود. از تغییرات عدد ناسلت متوسط نتیجهگیری میشود که کاربرد نانوسیال با نانوذرات غیرکروی در انتقال حرارت جابهجایی طبیعی باعث کاهش نرخ انتقال حرارت میشود.

Keywords:

نانوسیال , جابهجایی طبیعی , اکسید سیلیسیوم , شکل نانوذرات , عدد رایلی , حل عددی , نیروگاه هسته ای مدل PWR , پمپ تغذیه