بررسی عددی اثر توربولاتور بر عملکرد حرارتی-هیدرولیکی نانوسیال هیبریدی دوفازی درون کانال دما ثابت

در این مطالعه به بررسی عددی اثر توربولاتور درون کانال بر انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال هیبریدی آب- مس- اکسید سیلسیم SiO2 در جریان آشفته به صورت دوفازی پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی جریان دوفازی از مدل مخلوط mixture استفاده شده است. از روش حجم محدود و الگوریتم SIMPLEC و مدل توربولانس k-ϵ برای حل عددی استفاده شده است. مطالعه برای نانوسیال هیبریدی آب- مس- اکسید سیلسیم در اعداد رینولدز 3000 تا 9000 ، کسر حجمی 1 تا 3 درصد انجام شده است. همچنین اثرات توربولاتور برای زوایای 30 ، 45 و 60 درجه با حالتی که کانال ساده می باشد، مقایسه شده است. دیواره های بالا و پایینی کانال دارای شرط عدم لغزش و در معرض دمای ثابت 360 کلوین، قرار دارند. ن تایج نشان می دهد که قرار دادن توربولاتور در کانال، باعث افزایش انتقال حرارت می شود. با بیشتر شدن زوایه در توبولاتور، انتقال حرارت و افت فشار افزایش می یابد. همچنیناستفاده از نانوسیال هیبریدی باعث بهبود عملکرد حرارتی بهتری نسبت به سیال پایه آب میشود. نتایج بهدست آمده نشان می دهد که عدد ناسلت متوسط در کانال به همراه توربولاتور با زاویه 60 درجه، در کسرحجمی 3 درصد و رینولدز 9000، 145/83 درصد نسبت به کانال ساده افزایش داشته است. همچنین با توجه به بررسی معیار ارزیابی هیدرولیکی حرارتی، استفاده از توربولاتورها در تمام حالت مطلوب است

کلیدواژه ها:

توربولاتور ، جریان دوفازی ، نانوسیال هیبریدی ، مدل mixture ، الگوریتم SIMPLEC