بررسی عددی اثر نانو سیال بر انتقال حرارت جابجایی و افت فشار در یک مبدل پوسته_لوله با میدان مغناطیسی

بهینه سازی تجهیزات انتقال حرارت جهت رسیدن به راندمان بالاتر انرژی، نیازمند تمرکز بر کوچک سازی تجهیزات از یک سو و افزایش شدت انتقال حرارت به ازای واحد سطح از سوی دیگر می باشد. سیالاتی نظیر آب و روغن های معدنی کاربرد زیادی در انتقال حرارت، در فرآیندهای صنعتی مانند فرآیندهای تولید نیرو، فرایندهای شیمیایی، فرآیندهای سرمایش و گرمایش و میکرو الکترونیک بر عهده دارند. خواص ضعیف انتقال حرارت سیالات متداول نظیر سیالات مذکور اولین مانع جدی در فشرده سازی و کارآمد کردن مبدل های حرارتی است. در کار حاضر به شبیه سازی سه بعدی مقایسه سرعت، انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال سمت پوسته در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله، تحت شرایط جریان آشفته و میدان معناطیسی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته می شود. برای رسم و شبکه بندی هندسه مبدل حرارتی مورد نظر از نرم افزار گمبیت و برای پردازش هندسه ایجاد شده نیز از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. در این پژوهش اثر کسر حجمی نانوذرات، دبی جرمی و اثر شدت میدان مغناطیسی بر میزان انتقال حرارت و افت فشار سمت پوسته بررسی شده است. در پایان مشاهده شد که تاثیر افزایش دبی در میزان انتقال حرارت نسبت به افزایش کسر حجمی بهتر می باشد. همچنین مشاهده شد که با اضافه کردن میدان مغناطیسی به جای اضافه کردن نانوذرات می توان به نرخ انتقال حرارتی تقریبا مشابه با اضافه کردن نانوذرات و افت فشار کمتر رسید.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی پوسته ولوله ، نانوسیال ، انتقال حرارت ، افت فشار ، میدان مغناطیسی.