بررسی عددی مشخصه های جریان آشفته نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در لوله U شکل افقی

در این مطالعه، مشخصه های انتقال حرارت جابجایی ترکیبی و افت فشار جریان آشفته نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در درون یک لوله U شکل افقی تحت شرایط مرزی شار حرارتی ثابت یکنواخت به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر کسر حجمی بر انتقال حرارت و افت فشار جریان سیال برای اعداد رینولدز 104 تا 105، عدد پرانتل 7/21 تا 8/72، کسر حجمی نانوذرات %0/5، %1 و %2 و اندازه قطر نانوذرات 20 نانومتر، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات، انتقال حرارت افزایش مییابد. تحلیل نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده است که با افزایش عدد رینولدز مقدار ضریب اصطکاک کاهش پیدا میکند. بعلاوه نتایج نشان داده است که نانوسیالات در مقایسه با سیال پایه ضریب اصطکاک بزرگتری از خود نشان میدهند و این ضریب با افزایش کسر حجمی نانوذرات افزایش پیدا میکند. مشاهده شده است که نانوسیالات نسبت به سیال پایه دارای نرخ انتقال حرارت بالاتری هستند و با افزایش میزان کسر حجمی نانوذرات مقدار عدد ناسلت افزایش پیدا میکند. در نهایت نشان داده شده است که نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با کسر حجمی %2 دارای ضریب عملکرد حرارتی بالاتری در تمامی اعداد رینولدز میباشد. نتایج ضریب اصطکاک برای آب خالص و همچنین نتایج عدد ناسلت میانگین برای نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با نتایج تجربی منتشر شده و نیز روابط موجود اعتبارسنجی شده است که دارای تطابق مناسبی میباشد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، جریان آشفته ، نرخ انتقال حرارت ، ضریب عملکرد حرارتی ، لوله U شکل افقی.