فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مقاله، رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت جریان آشفته نانوسیال در یک مبادله کن مجهز به حلقه‌های مخروطی سوراخ‌دار به‌صورت عددی شبیه‌سازی شده است. سیال پایه آب و نانوذرات اکسید آلومینیوم با درصد وزنی صفر تا 5 درصد به عنوان نانوذرات افزایش دهنده انتقال گرما در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی به کمک نرم‌افزار انسیس - فلوئنت و در محدوده عدد رینولدز 12000-2000 حل شده است. پس از صحت‌سنجی روش حل عددی با نتایج تجربی موجود، تأثیر پارامترهای هندسی و مشخصات جریان مانند عدد رینولدز، تعداد حلقه‌های مورد استفاده، تعداد سوراخ‌های مورد استفاده و کسر حجمی نانوذرات بر مشخصات انتقال گرمای مبادله کن گرمایی مطالعه شده است. نتایج نشان می‌دهد، استفاده از حلقه‌های مخروطی سوراخ‌دار تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر بهبود انتقال گرما در مبادله کن‌های گرمایی دارد و این روش می‌تواند در کاربردهای عملی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش تعداد حلقه‌های مخروطی، کاهش تعداد سوراخ‌های آن و بیشتر شدن کسر وزنی نانوذرات، عدد ناسلت و ضریب اصطکاک افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج مشاهده می‌شود که حلقه مخروطی ارائه شده می‌تواند عدد ناسلت متوسط را 5/3 برابر نسبت به لوله بدون حلقه افزایش دهد. علاوه بر این، نانوذرات اکسید آلومینیوم نیز تأثیر مطلوبی بر افزایش انتقال گرما داشته و با افزایش کسر حجمی نانوذرات اکسید آلومینیوم از صفر درصد تا 5 درصد، عدد ناسلت به ازای یک حلقه مخروطی دارای سه سوراخ بر روی آن در حدود 92 درصد افزایش در عدد ناسلت مشاهده شده است.‌