بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد در محفظه های مثلثی شکل همراه با تهنشینی نانوذرات

در این مقاله رفتار حرارتی نانوسیال همراه با ته نشینی نانوذرات به صورت عددی شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی با رویکرد حجم محدود و با تلفیق حلگرهای مناسب، یک حلگر در کارابزار متن باز openFoam توسعه داده شده و به کمک این حلگر جریان جابجایی آزاد همراه با ته نشینی فاز دوم (نانوسیال) به صورت گذرا مدل شده است. برای مدلسازی ته نشینی یک ترم سرعت نسبی از رابطه وسیلیند در معادله اندازه حرکت اضافه شده است و همچنین از رابطه بوزینسک برای تغییرات چگالی با دما و از رابطه مایگا برای ضریب هدایت موثر استفاده شده است.بررسی نتایج نشان داد که با ته نشینی نانوذرات و با شکل گیری لایه ته نشینی در کف محفظه خطوط جریان آزاد کاهش یافته و انتقال گرما به جای روش جابجایی به رسانش سوق پیدا کرده که موجب کاهش سریع عدد ناسلت میشود. هم چنین با بالا رفتن عدد رایلی میزان عدد ناسلت افزایش یافته و میزان انتقال حرارت بهبود مییابد. از سویی با بررسی عدد ناسلت در زمان های مختلف ته نشینی یک مقدار مینیمم وجود خواهد داشت که با ته نشینی هر چه بیشتر نانوذرات این مقدار افزایش خواهد یافت. هم چنین با بررسی هندسی این محفظه ی مثلثی شکل مشاهده شد که دو گردابه در دو راس پایینی محفظه تشکیل میشود و این مسئله منجر به انباشت حجم بالایی از نانوذرات در نزدیکی راسها گردید.

کلیدواژه ها:

ته نشینی نانوذرات ، سطح مقطع مثلثی ، اپنفوم ، انتقال حرارت ، جریان آزاد گذرا