بررسی عددی تاثیر استفاده همزمان از نوسان و نانوذرات در جریان داخل کانالی با موانع متناوب

در این مقاله به نقش نانوذرات در افزایش انتقال حرارت جریان نوسانی آرام سیال در کانالی با موانع متناوب به صورت عددی پرداخته شده است. معادلات حاکم بر جریان نانوسیال به روش حجم محدود روی شبکه جابجاشده حل شده اند. سرعت جریان ورودی تابعی سینوسی از زمان درنظرگرفته شده و ویژگی های نانوسیال متغیر با دما برحسب خواص ترموفیزیکی سیال پایه و نانوذره محاسبه می شود. تحلیل جامعی بر روی عددنوسلت و افت فشار جریان در محدوده هائی از دامنه، فرکانس نوسانات و کسرحجمی انواع مختلف نانوذرات انجام شده است. نتایج نشان می دهد فرکانس نوسانات تاثیر قابل توجهی بر نرخ انتقال حرارت و افت فشار نمی گذارد. همچنین با سه برابر شدن دامنه نوسانات، عددنوسلت کلی حدود ۲ درصد افزایش داشته است؛ این درحالی است که افزودن شش درصد نانوذره به سیال پایه، با وجود آنکه افت فشار کمتری هم نسبت به افزایش دامنه بر جریان تحمیل کرده، ولی عدد نوسلت کلی را حدود ۱۶ درصد افزایش داده است. مطالعه نانوذره های مختلف نیز نشان داد که عددنوسلت متوسط نوسانی برای نانوسیال آب- اکسید تیتانیوم از سایر نانوسیال های مطالعه شده کمتر است. بطورکلی می توان گفت که در کانال مانع دار، افزایش کسرحجمی نانوذرات تا ۶ درصد و نوسانی کردن جریان با دامنه ۵/۰ حالت بهینه افزایش انتقال حرارت با افت فشاری قابل قبول خواهد بود.

کلیدواژه ها:

جریان نوسانی ، نانوسیال ، کانال با موانع متناوب ، انتقال حرارت ، شبیه سازی عددی