شبیه سازی عددی و بررسی انتقال حرارت نانوسیال متلاطم در مبدل های حرارتی با آرایش مثلثی و مستطیلی لوله های دایروی

در این پژوهش شبیه سازی عددی انتقال حرارت نانوسیال متلاطم در مبدل های حرارتی شامل لوله های دایروی با دو آرایش مثلثی و مستطیلی انجام گرفته است. برای مدل سازی، جریان از مدل توربولانسی و رویکرد دوفازی مخلوط استفاده شده است. نانوسیال مورد بررسی ترکیبی از آب و نانوذرات Al۲O۳ با غلظت های حجمی در بازه ۱ تا ۷ درصد است. در شبیه سازی جریان به صورت پایا و متلاطم فرض شده و از حلگر فشار مبنا برای تحلیل عددی استفاده شده است. نیروی شناوری و نیروی ویسکوزیته در این مدل در نظر گرفته نشده اند. تحلیل ها در بازه عدد رینولدز ۵۵۰۰ < Re < ۱۴۵۰۰ انجام شده است. در این تحقیق عدد رینولدز به عنوان پارامتر متغیر اصلی در نظر گرفته شده و تاثیر آن بر عدد ناسلت و عملکرد حرارتی کل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی نشان می دهد که افزایش عدد رینولدز و افزایش غلظت نانوذرات موجب بهبود نرخ انتقال حرارت جابه جایی می گردد. بررسی ها بیانگر آن است که در آرایش مثلثی به دلیل شدت بالاتر اختلاط جریان انتقال حرارت بیشتری نسبت به آرایش مستطیلی حاصل می شود.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، همرفت ، نانوسیال ، هندسه دایروی ، جریان متلاطم ، مبدل حرارتی