بررسی عددی جریان و انتقال حرارت دوفازی نانوسیال در خنک کاری کانال با وجود موانع دره و قله ی نیم بیضی و ذوزنقه شکل

در پژوهش حاضر حل عددی جریان و انتقال حرارت در یک کانال سه بعدی تحت شار حرارتی ثابت شبیه سازی شده است. به منظور افزایش انتقال حرارت و بهبود فرایند خنک کاری ناهمواری ها به صورت نیم بیضی و ذوزنقه شکل در دیواره کانال ایجاد شده اند و همچنین از نانو سیال برای افزایش انتقال حرارت استفاده شده است. نانو سیال آب- اکسید آلومنییوم به صورت دوفازی با استفاده از مدل مخلوط شبیه سازی شده و عملکرد حرارتی و سیالاتی هر یک از شرایط مورد بررسی با اعداد رینولدز در محدوده 15000 تا 60000 و کسر حجمی های مختلف نانو ذره در سیال پایه (صفر تا 4 درصد کسر حجمی نانو ذره) مورد بررسی قرار گرفته است. جهت حصول اطمینان از درستی روند حل عددی جریان دوفازی، نتایج با نتایج تجربی موجود مقایسه شده و مطابقت خوبی حاصل شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانو ذرات در سیال پایه انتقال حرارت و افت فشار در کانال افزایش پیدا می کند. مطابق نتایج بدست آمده ناهمواری نیم بیضی شکل باعث حداکثر افزایش انتقال حرارت و افزایش افت فشار در کانال می شود و افزایش انتقال حرارت ناشی از آن نسبت به افزایش افت فشار آن غلبه دارد. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزایش عدد رینولدز، ضریب عملکرد حرارتی سیالاتی کاهش پیدا می کند و در جریان آب خالص در کانال با ناهمواری بیضی شکل دیواره، با عدد رینولدز 60000 با کسر حجمی 4 درصد نانو ذره، ضریب عملکرد حداکثر بوده و مقدار آن 1/9 است.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی عددی ، انتقال حرارت ، جریان دوفازی ، نانوسیال