مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی اجباری در میکروکانال گرماگیر مارپیچی با در نظر گرفتن مدل دوفازی برای نانوسیال با نانوذرات مختلف

در این مطالعه به صورت عددی به بررسی انتقال حرارت جابجایی اجباری در میکروکانال گرماگیر مارپیچی شکل با استفاده از دو نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم (Al2O3/Water) و (CuO/Water) به صورت دوفازی پرداخته شده است. از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل برای حل معادلات حاکم استفاده شده است. به منظور شبیه سازی جریان دوفازی از مدل مخلوط (mixture) استفاده شده است. مطالعه برای اعداد رینولدز 100 تا 1100 برای نانوسیالهای آب-اکسید مس و آب- اکسید آلومنیوم در کسر حجمی 0/1 تا 0/3 درصد به صورت دوفازی و چهار قطر هیدرولیکی 815، 834، 856 و 885 میکرومتر برای میکروکانال صورت گرفته است.کف میکروکانال نیز تحت شار حرارتی ثابت معادل با 7W/mm2 میباشد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که سطح انتقال حرارت یک فاکتور مهم در افزایش انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی میکروکانال است. و با مارپیچی کردن میکروکانال در یک حجم ثابت از میکروکانال میتوان سطح تبادل حرارتی را زیاد کرد. همچنین ضریب انتقال حرارت نانو سیال آب/ CuO نیز بعلت هدایت حرارتی بالاتر نانو ذره اکسید مس نسبت به نانو سیال آب/Al2O3 بیشتر میباشد. این در حالی است که که وقتی که قطر هیدرولیکی کاهش مییابد، افت فشار در طول میکروکانال افزایش مییابد و همچنین ضریب انتقال حرارت نیز افزایش خواهد یافت.

کلیدواژه ها:

میکروکانال گرماکیر مارپیچی ، نانوسیال ، انتقال حرارت جابجایی ، مدل دوفازی مخلوط