تحلیل عددی انتقال حرارت و ارزیابی عملکرد نانوسیال هیبرید در میکروکانال های فین دار

در این پژوهش، انتقال حرارت جابه جایی و رفتار هیدرولیکی جریان در یک میکروکانال سه بعدی فین دار به صورت عددی بررسی شده است. هدف، ارزیابی هم زمان اثر هندسه فین و نوع سیال عامل بر شاخص های عملکرد حرارتی و هزینه هیدرولیکی است. دو آرایش هندسی مستقل شامل فین های بیضوی و مستطیلی به صورت منظم در امتداد طول کانال در نظر گرفته شد. سیال پایه سیلترم ۸۰۰ و نانو سیال هیبرید سیلترم-۸۰۰- نقره -اکسید تیتانیوم در دو غلظت حجمی ۱% و ۲% و برای اعداد رینولدز ۴۰۰، ۸۰۰ و ۱۲۰۰ بررسی گردید. کمیت هایی شامل عدد ناسلت متوسط، افت فشار کل و معیار ارزیابی عملکردPEC استخراج و مقایسه شد. برای اطمینان از صحت نتایج، استقلال حل از شبکه و اعتبارسنجی با مرجع انجام گرفت. نتایج نشان داد با افزایش عدد رینولدز، عدد ناسلت در تمامی حالت ها افزایش یافته و هم زمان افت فشار نیز به طور محسوسی افزایش می یابد. همچنین هندسه مستطیلی در اغلب شرایط انتقال حرارت بالاتری نسبت به هندسه بیضوی ایجاد می کند، اما افت فشار بیشتری نیز به سیستم تحمیل می نماید. بررسی PEC نشان داد در غلظت ۱% مقدار PEC در اکثر شرایط نزدیک به یک (و در برخی حالات اندکی بیشتر از یک) است، درحالی که برای غلظت ۲٪ مقدار PEC در هر دو هندسه کمتر از ۱ به دست آمد که بیانگر کاهش عملکرد کلی از دیدگاه هم زمان حرارتی–هیدرولیکی است.

کلیدواژه ها:

میکرو کانال فین دار ، عدد ناسلت متوسط ، افت فشار ، نانوسیال هیبرید ، سیلترم-۸۰۰- نقره -اکسید تیتانیوم ، معیار ارزیابی عملکرد (PEC)