بررسی اثرات نانوسیال Al2o3 و Cuo بر انتقال حرارت جابجایی در لوله با مقطع دایره ای در جریان آرام و پایدار سیال

مفهوم نانوسیال، محلول حاوی ذرات نانو، مواد فلزی و غیر فلزی را شامل می شود. نانوسیالات پتانسیل های بسیار زیادی در محیط ها و شرایط متفاوت دارند که باعث شده اهمیت بسزایی در صنایع و تاسیسات داشته باشند. به عنوان مثال سیالات متداولی که در زمینه انتقال حرارت استفاده می شوند ضریب هدایت حرارتی پایینی دارند، ذرات نانو به دلیل بالا بودن ضریب هدایتی شان با توزیع در سیال پایه باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال، که یکی از پارامترهای اساسی انتقال حرارت محسوب می شود، می گردند. با توجه به اینکه در اکثر سیستم های انتقال حرارت از لوله های با مقطع دایره ای استفاده شده است، می توان بدون تغییرات اساسی در سیستم ها به بررسی اثر استفاده از نانوسیال و نرخ انتقال حرارت پرداخت. در مطالعه حاضر جریان و انتقال حرارت درون لوله مستقیم بررسی شده که برای این منظور از نرم افزار COMSOL Multiphysics استفاده شده است. برای بررسی انتقال حرارت جریان سیال پایه آب با نانو ذرات اکسیدمس و همچنین اکسیدآلومینیوم در نظر گرفته شده است،که ابعاد لوله به شرح طول 95/1 متر و قطر لوله 0048/0 متر می باشد. ذرات نانو اکسیدمس و اکسیدآلومینیوم هستند که با ابعاد 40 نانومتر در نظر گرفته شده اند نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزودن نانوذرات اکسیدمس و اکسیدآلومینیوم به آب موجب افزایش انتقال حرارت جابجایی می گردد، که این امر ناشی از افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی می باشد. در این خصوص افزایش سرعت که منجر به افزایش رینولدز می گردد در جریان آرام نانوسیال نیز موجب افزایش انتقال حرارت می گردد. در رابطه با جنس نانوذرات نیز هرچه ضریب انتقال حرارت هدایت نانوذره بیشتر باشد میزان انتقال حرارت جابجایی نیز بیشتر می گردد. همچنین مشاهده شد که در جریان آرام نانوسیال افزایش غلظت نانوذرات اکسیدمس موجب افزایش انتقال حرارت در نانوسیال می گردد.

Keywords:

انتقال حرارت جابجایی , سیالات , نانوسیال , کامسول , حل عددی