بررسی اثر شکل نانوذرات بر میدان جریان و انتقال حرارت در جابه جایی طبیعی نانوسیال در محفظه مربعی

انتقال حرارت جابجایی طبیعی، به علت ساده بودن فرآیند، صرفه اقتصادی، صدای کم و بازیابی مجدد، در شاخه های مختلف صنعت مانند صنایع برودتی، دستگاههای ترانسفورماتور الکتریکی و سیستم های تهویه مطبوع کاربرد فراوانی دارد. همچنین در تجهیزات صنعتی گوناگون مثل قطعات الکترونیکی، مبدل های حرارتی، کلکتورهای خورشیدی انتقال حرارت جابجایی طبیعی به کار می رود. در این تحقیق هدف آن است که اثر شکل نانوذرات بر میدان جریان و انتقال حرارت نانوسیال آب-اکسید سلیسیوم در محفظه مربعی به صورت عددی بررسی شود. همه ی دیواره های محفظه ساکن بوده و دیواره های بالایی و پایینی آن عایق هستند. دیواره های عمودی در طرف راست و چپ به ترتیب سرد و گرم هستند. برای شبیه سازی عددی کد کامپیوتری به زبان فرترن و روش حجم محدود آماده شده و از الگوریتم سیمپلر برای رفع کوپل شدگی سرعت و فشار استفاده شده است. مطالعه برای شکل های کروی، آجری، تیغه ای، صفحه ی و استوانه ای نانوذرات، کسرهای حجمی 0 تا 0/04 و برای اعداد رایلی 104 تا 106 انجام شد. نتایج عددی نشان دادند که در همه اعداد رایلی بررسی شده همواره بیشترین و کمترین مقادیر ناسلت موضعی به ترتیب متعلق به نانوذرات کروی و صفحه ای شکل است. برای همه ی اعداد رایلی بررسی شده عدد ناسلت متوسط به جز برای نانوذرات کروی شکل با افزایش کسر حجمی نانوذرات کاهش می یابد. با افزایش عدد رایلی در همه کسرهای حجمی و برای همه ی شکل های نانوذرات عدد ناسلت متوسط زیاد می شود. از تغییرات عدد ناسلت متوسط نتیجه گیری می شود که کاربرد نانوسیال با نانوذرات غیرکروی در انتقال حرارت جابه جایی طبیعی باعث کاهش نرخ انتقال حرارت می شود.

کلیدواژه ها:

جابه جایی طبیعی ، حل عددی ، شکل نانوذرات ، عدد رایلی ، نانوسیال