بهینه سازی عوامل موثر در انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال با استفاده از روش تاگوچی

در این مقاله جریان جابجایی اجباری آرام شامل نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم برای یک لوله سه بعدی در معرض شار حرارتی یکنواخت روی دیواره و اعداد رینولدز 250‏، 500، 750، 1000، 1050 به طور عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله با هدف مقایسه ی مدل های تک فاز و فاز گسسته از دو مدل تک فاز و دو فاز (فاز گسسته) تحت شرایط خواص فیزیکی ثابت استفاده شده است. در مدل دوفاز درصد حجمی ذرات 0، 1، 5، 2 و 4 درصد و قطر ذرات 25، 50، 75 و 100 نانومتر درنظر گرفته شده اند. بیشترین اختلاف در ضریب انتقال حرارت متوسط بین مدل تک فاز و دوفاز در حدود 9 درصد است. از مقایسه شبیه سازی عددی ارائه شده در این مقاله با نتایج آزمایشگاهی و خطای کمتر از 9 درصد‏، دقت روش عددی به کار رفته آشکار می شود. در مقاله حاضر با هدف آنالیز پارامترهای تأثیرگذار در ضریب انتقال حرارت متوسط و انتخاب شرایط بهینه، از روش آرایه های متعامد تاگوچی استفاده شده است. متغیرهای عدد رینولدز، درصد حجمی و قطر نانو ذرات تحت مطالعه قرار گرفتند. شرایط بهینه برای ضریب انتقال حرارت متوسط، با بیش ترین عدد رینولدز و بیش ترین درصد حجمی و کم ترین قطر ذرات بدست آمد. همچنین با استفاده از روش آنالیز متغیرها مشخص شد که تأثیر تغییر عدد رینولدز 76.5 درصد و درصد حجمی 12.6 درصد و قطر نانو ذرات 4.6 درصد و میزان خطای این روش کمتر از 2 درصد می باشد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، جابجایی اجباری ، تک فاز ، فاز گسسته ، تاگوچی