شبیه سازی محیط متخلخل و نانوسیال به منظور افزایش انتقال حرارت در مبدل دو لول های

در این مقاله، به شبیه سازی و بررسی عددی ویژگیهای جری ان و انتقال حرارت در یک مبدل دولوله ای جریان همسو که سیال آن آب به همراه نانو سیال Al2O31 و در اعداد دارسی و رینولدز مختلف و با هندسه های متفاوت پرداخته شده است. به منظور یافتن بهینه ترین حالت از لحاظ افزایش انتقال حرارت در مبدل دولوله ای، شش حالت مختلف از آرایش محیط متخلخل درون مبدل بررسی و اعداد ناسلت میانگین و افت فشار برای هر حالت محاسبه و با اعداد بدست آمده از حالت بدون محیط متخلخل مقایسه شده است. عدد رینولدز در محدوده کمتر از عدد 2000 انتخاب شده است که جریان در این محدوده در داخل لوله از نوع آرام میباشد. فوم فلزی به عنوان محیط متخلخل در لوله داخلی و در لوله خارجی با شرایط هندسی مختلف اضافه شده است. برای مقایسه حالت های مختلف با یکدیگر عدد عملکرد تعریف گردیده است که رابطه مستقیم با عدد ناسلت میانگین و رابطه عکس با افت فشار در مبدل دارد. برای حل عددی این مسیله از حالت مخلوط دوفازی2 استفاده شده است که بعد از مقایسه حالت های مختلف با یکدیگر بهترین عملکرد از نظر افزایش راندمان حرارتی در برابر افت فشار ایجاد شده در مبدل حرارتی دولولهای مربوط بعد از افزودن محیط متخلخل به آن به حالت هندسه نصف پرشده از محیط متخلخل در لوله داخلی با عدد رینولدز 500 و عدد دارسی 10-1 و عدد عملکردی تقریبا برابر با 8 بدست آمده است.

Keywords:

افزایش انتقال حرارت , محیط متخلخل , مبدل دولوله ای , نانوسیال