حل عددی انتقال حرارت نانوسیالات در میکروکانال موجی‌شکل به روش پخش

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

doi
10.22060/mej.2018.13019.5499
چکیده

در این مقاله انتقال حرارت مزدوج نانوسیالات در میکروکانال­ های موجی­شکل با استفاده از مدل تکفازی به روش پخش و مدل دوفازی به روش اویلری-لاگرانژی بصورت عددی مطالعه شده است. سیال پایه آب و نانوذرات از دو جنس مختلف اکسید آلومینیوم و مس می­ باشند. غلظت حجمی نانوذرات تا 2% و قطر آنها از 100 تا 150 نانومتر تغئیر می­کند. معادلات سه ­بعدی حاکم شامل پیوستگی، ممنتوم و انرژی در سیال از دیدگاه اویلری و به روش حجم کنترل (سیمپل) حل شده ­اند. معادلات حاکم بر حرکت و انرژی ذرات نیز به روش لاگرانژی جداسازی و به روش رنگ-کوتای مرتبه 4 حل شده ­اند. از آنجا که در روش لاگرانژی معادلات حرکت در سه بعد و معادله انرژی برای تک تک ذرات حل می ­شود، از روش پردازش موازی و با استفاده از ابرکامپیوتر این معادلات حل شده ­اند. معادلات حاکم در روش پخش از تئوری محیط متخلخل استخراج شده ­اند. عدم توزیع یکنواخت ذرات در ناحیه حل باعث اختلاف نتایج روش تکفازی و دوفازی می­ شود. این اختلاف در روش پخش با انطباق نتایج حاصل از آن با نتایج دوفازی تاحد زیادی کاهش می­یابد. در پایان برای هر دونوع نانوسیال روابطی جهت محاسبه ضریب هدایت حرارتی ارائه شده است.