بررسی مقایسه ای انتقال حرارت جابه جایی آرام و افت فشار نانوسیالات در هندسه های خمیده

در این مقاله شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت نانوسیال اکسید آلومینیوم/ آب، در سه هندسه مختلف لوله مستقیم، لوله دارای خم ° 90 و لوله دارای خم ° 180 تحت شرایط شار حرارتی دیواره ثابت انجام شده است. معادلات انرژی و ناویر- استوکس تراکم ناپذیر و آرام با درنظر گرفتن مدل تک فاز برای نانوسیال، در یک سیستم مختصات منطبق بر جسم با استفاده از برنامه نوشته شده توسط نویسندگان بر مبنای روش حجم کنترلی حل شده اند در حالی که تمام خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیال تابع دما درنظر گرفته شدهاند. اثر کسرهای حجمی مختلف نانوذرات و همچنین نیروی گریز از مرکز برروی میدان دما و فشار مورد مطالعه قرار گرفته است. تطابق نتایج عددی با داده های آزمایشگاهی موجود، بیانگر صحت مدلسازی عددی بهکار رفته برای شبیه سازی جریان و انتقال حرارت داخل لوله خمیده و همچنین صحت مدل تک فاز ارایه شده برای نانوسیال است. با توجه به نتایج به دست آمده، وجود لوله خمیده و همچنین استفاده از نانوسیال ها باعث بهبود چشمگیر مشخصه های انتقال حرارت میشوند، در حالیکه افت فشار قابل توجهی نیز ایجاد می کند. نتایج نشان می دهند که برای شر ایط بهینه عملکرد نانوسیال، متغیرهای مختلفی چون افزایش انتقال حرارت و افت فشار را باید به صورت همزمان مدنظر قرار داد. در انتها روشی برای انتخاب نانوسیال و هندسه مناسب برای کاربردهای خاص ارایه شده است.

Keywords:

حل عددی , انتقال حرارت جابه جایی , نانوسیال , لوله خمیده , افت فشار