مطالعه عددی بررسی تاثیر درصد حضور نانو ذرات در سیال پایه لوله ای به همراه آشفته ساز حلقوی دایره ای

در این مقاله به جریان درون لوله به همراه آشفته ساز حلقوی با شبیه سازی توسط نرم افزار تجاری فلوئنت پرداخته شده است با کمک روش عددی تاثیر درصد حضور نانو ذرات در سیال پایه بر مشخصات ترموهیدرولیکی در یک لوله به همراه آشفته ساز حلقوی بررسی شده است هدف، بیشینه کردن ضریب انتقال حرارت در لوله است. فاکتور در نظر گرفته شده برای این تحلیل، درصد حضور نانو ذرات در سیال پایه به مقدار 0 ، 1 ، 2 و 3 می باشد. تحلیل برای آشفته سازی با ضخامت 2 میلی متر و لوله 62 میلی متر با ضخامت 5 میلی متر انجام گرفته است و نتایج مربوط به پارامترهای مختلف جریان از قبیل عدد ناسلت، ضریب اصاطکاک، راندمان ترموهیدرولیکی، ضریب هدایت موثر، لزجت موثر و انرژی جنبشی اغتشاش جریان مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. از هندسه 2 بعدی برای شبیه سازی استفاده شده است و مش بندی آن نیز به صورت با سازمان می باشد . جریان نانو سیال اکسید آلومینیم با عدد رینولدز 10000 و 15000 و 20000 از داخل لوله عبور داده شده و میان نسبت قطر داخلی به نسبت قطر خارجی آشفته ساز d/D ) 0.6 ) و نسبت گام به قطر خارجی آشفته ساز P/D ) 12 ) می باشد جریان مورد بررسی بصورت تراکم ناپذیر، پایا، نیوتنی و مغشوش و نانوسیال بصورت تک فازی و همچنین ویژگی های ترموفیزیکی برای نانوسیال ثابت در نظر گرفته می شود و فرض می شود تمامی دیواره ها بصورت ثابت و با فرض عدم لغزش در نظر گرفته خواهند شد سرعت و دمای ورودی معلوم می باشد دیواره لوله تحت شار حرارتی ثابت 4000 وات بر متر مربع هستند برای مرز خروجی نیاز شرط مرزی فشار نسبی صفر در نظر گرفته می شود. با افزایش درصد نانو سیال عدد ناسلت افزایش پیدا می کند ولی تغییر محسوسی بر ضریب اصطکاک نداشته است و راندمان ترموهیدرولیکی با افزایش درصد نانوسیال در اعداد رینولدز مختلف افزایش پیدا کرده است نتیجه این است که درصد کارایی لوله افزایش پیدا کرده است علت افزایش آن را باید در افزایش عدد ناسلت دانست.

Keywords:

انتقال حرارت , نانوسیال , تک فازی , آشفته ساز