دلایل تفاوت نتایج مدل های یکفازی و دوفازی در انتقال حرارت نانوسیالات

در این مقاله انتقال حرارت مزدوج نانوسیالات در یک میکروکانال موجی شکل با استفاده از مدل یکفازی به روش همگن و مدل دوفازی به روش اویلری-لاگرانژی بصورت عددی بررسی و تفاوت نتایج با استفاده از تحلیل های فیزیکی مطالعه شده است. سیال پایه آب و نانوذرات از دو جنس اکسید آلومینیوم و مس است. غلظت حجمی نانوذرات تا ۲% و قطر آنها ۱۰۰ نانومتر است. معادلات سه بعدی حاکم شامل پیوستگی، ممنتوم و انرژی در سیال از دیدگاه اویلری به روش حجم کنترل (سیمپل) حل شده اند. معادلات حاکم بر حرکت و انرژی ذرات نیز به روش لاگرانژی جداسازی و به روش رنگ-کوتای مرتبه ۴ حل شده اند. چون در روش لاگرانژی معادلات حرکت در سه بعد و معادله انرژی برای تک تک ذرات حل می شود، از روش پردازش موازی و با استفاده از ابر کامپیوتر این معادلات حل شده اند. نتایج نشان می دهند که تحت تاثیر نیروی درگ توزیع ذرات بصورت همگن نیست و این موضوع منشا اختلاف نتایج روش همگن و مدل دوفازی است. توزیع ناهمگن ذرات بر میدانهای سرعت و دما نیز تاثیر می گذارد و باعث می-شود نتایج حاصل از مدل دوفازی متفاوت از نتایج مدل یکفازی (همگن) شود و در بعضی حالات این اختلاف به حدود ۲۰% نیز می رسد.

کلیدواژه ها:

nanofluid ، one phase model ، homogeneous method ، two-phase model ، Eulerian-Lagrangian method ، نانوسیال ، مدل یکفازی ، روش همگن ، مدل دوفازی ، روش اویلری-لاگرانژی