شبیه سازی عددی جریان آشفته ی نانوسیال آب_آلومینیم اکسید درون لوله

کوچک سازی سیستم های انتقال و افزایش روز افزون لزوم شار حرارتی بالا در تجهیزات نیاز به انتقال حرارت در زمان کوتاه و با شدت بالا راضروری می سازد. یکی از روشهای موثر افزایش نرخ انتقال حرارت بهبود خواص حرارتی سیال پایه میباشد، در واقع از طریق افزودننانوذرات فلزی به سیال پایه ضریب رسانش سیال پایه افزایش می یابد که منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت میشود. در این پژوهش به شبیه-سازی عددی میدان جریان آشفته ی نانوسیال (آب-آلومینیم اکسید) درون یک تیوب دایروی که به دیواره های آن شار ثابت و یکنواختی واردمی شود، پرداخته می شود. برای شبیه سازی جریان نانوسیال از دو رویکرد جریان تک فاز و جریان دو فازی استفاده میشود، که در مدلدوفازی دقت نتایج حل عددی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی بیشتر می باشد و علاوه بر این در مدل دو فازی، با توجه به اینکه نانوذره فلزیبه صورت یک فاز جامد دانه ای مدل میشود، توزیع نانوذره درون لوله قابل رویت می باشد. طبق نتایج حل عددی، با افزایش میزان کسرحجمینانو ذره آلومینیم اکسید (از ۰ تا ۶ درصد) و همچنین افزایش عدد رینولدز، نرخ انتقال حرارت درون لوله به صورت پیوسته افزایش می یابد.به منظور افزایش سطح موثر انتقال حرارت ، از ۴ فین مستطیلی به صورت متقارن در سرتاسر لوله استفاده میشود و ضریب انتقال حرارتبرای لوله فین دار با لوله برای کسر حجمی های ۰ تا ۶ درصد و در رینولدزهای مختلف مقایسه میشوند. طبق نتایج شبیه سازی عددی، بااستفاده از ۴ فین درون لوله، متوسط ضریب انتقال حرارت درون لوله ۱۲ درصد افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، جریان چند فاز ، جریان آشفته ، فین ، آلومینیوم اکسید