مطالعه عددی بررسی تاثیر عدد رینولدز بر جریان درون لوله به همراه آشفته ساز حلقوی-دایره ای در حضور نانوسیال

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 عدد رینولدز بر جریان درون لوله بر مشخصات ترموهیدرولیکی در یک لوله به همراه آشفته ساز حلقوی بررسی شده است هدف از تحلیل عددی، بیشینه کردن ضریب انتقال حرارت در لوله است. فاکتور در نظر گرفته شده برای این تحلیل، عدد رینولدز بر جریان درون لوله میباشد. تحلیل برای آشفته سازی با ضخامت2 میلی متر و لوله 62 میلی متری با ضخامت 5 میلی متر ثابت انجام گرفته است و نتایج مربوط به پارامترهای مختلف جریان از قبیل عدد ناسلت، ضریب اصطکاک ، راندمان ترموهیدرولیکی ، ضریب هدایت موثر، لزجت موثر و انرژی جنبشی اغتشاش جریان مورد بررسی و تحلیل قرارگرفته 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 در درصد 3 با عدد رینولدز 10000و15000و20000 از داخل لوله عبور داده شده و میزان نسبت قطرداخلی به قطر خارجی آشفته ساز(0,5 ( d/D و 0,6 و 0,7 و همچنین میزان نسبت گام به قطر خارجی آشفته ساز 6 (P/D) 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 درنظر گرفته میشود 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 مترمربع ه ستند برای مرز خروجی نیز شرط مرزی فشار نسبی صفر در نظر گرفته می شود با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت کاهش می یابد ولی افزایش عدد رینولدز تغییر محسوسی بر ضریب اصطکاک نداشته است و میزان بسیار کمی افزایش می یابد راندمان ترموهیدرولیکی با افزایش عدد رینولدز مختلف روند کاهشی دارد نتیجه این است که با افزایش عدد رینولدز کارایی لوله کاهش پیدا کرده است علت کاهش آن را باید در افزایش عدد ناسلت دانست.

Keywords:

انتقال حرارت , آشفته ساز , نانوسیال , تک فازی , دو بعدی , افت فشار