بررسی جریان، انتقال حرارت و تولید انتروپی همرفت طبیعی نانوسیال اکسیدآلومینیوم آب حول مخروط عمودی دوار

در این پژوهش جریان، انتقال حرارت و تولید انتروپی همرفت طبیعی نانوسیال دارای قابلیت هدایت الکتریکی حول مخروط عمودی دوار و در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت با شرط مرزی دمایی تعریف شده مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از مدل تیواری داس معادلات حاکم بر جریان نانوسیال - استخراج شده است و سپس معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی بوسیله حل تشابهی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل می شوند و توسط روش رانگ کوتای مرتبه چهار و به کمک تکنیک شوتینگبصورت عددی حل می شوند. در این پژوهش سه نانوذره مس ( Cu )، اکسید آلومینیوم ( 3O2 Al ) و دی اکسید تیتانیوم ( 2TiO ) بر سیال پایه آب به عنوان نانوسیال در نظر گرفته شده است. همچنین مقایسه ای بین نتایج بدست آمده در این پژوهش و حل سایر مراجع صورت پذیرفته است که نشان دهنده تطابق خوبی بین نتایج می باشد. تاثیر سه پارامتر کلیدی فیزیکی حاکم بر جریان: درصد حجمی نانوذرات، پارامتر میدان مغناطیسی و پارامتر چرخش بر روی منحنی های سرعت جریان، توزیع دما، ضریب اصطکاک سطحی، عدد ناسلت مورد بررسی قرار گرفته است. بعلاوه به منظور دستیابی به هدف اصلی قانون دوم ترمودینامیک که حداقل کردن انتروپی تولید شده می باشد اثرات پارامترهای فیزیکی مختلف بر روی عدد تولید انتروپی متوسط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که نانوذره مس uC در مقایسه با ( 3O2 Al ) و ( 2TiO ) دارای بیشترین مقدار ضریب اصطکاک سطحی و عدد ناسلت محلی است. همچنین افزایش درصد حجمی نانوذرات منجر به افزایش ضریب اصطکاک سطحی و عدد ناسلتمحلی و کاهش عدد تولید انتروپی متوسط می شود. همچنین با افزایش پارامتر چرخش هر سه مقدار ضریب اصطکاک سطحی، عدد ناسلت و عدد تولید انتروپی متوسط افزایش می یابد و پارامتر میدان مغناطیسی اثر کاهشی بر روی پروفیل سرعت و در نتیجه بر روی ضریب اصطکاک سطحی و اثر افزایشی بر روی عدد تولید انتروپی متوسط دارد.

کلیدواژه ها:

مخروط عمودی دوار ، نانوسیال ، تولید انتروپی ، جریان هیدرودینامیک مغناطیسی