تحلیل انتقال گرمای جابجایی مختلط نانو سیال آب و اکسید مس در کانال قائم مربعی با رویکرد دو فاز اویلر- لاگرانژ

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

2 دانشجوی دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

3 استاد، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

4 کارشناس ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

doi
10.22044/jsfm.2016.751
چکیده

هدف از انجام مطالعه حاضر، تحلیل انتقال گرمای جابجایی مختلط نانو سیال آب و اکسید مس در داخل کانال قائم مربعی، تحت شار حرارتی ثابت می‌باشد. جریان سیال داخل کانال، آرام، پایا و سه بعدی در نظر گرفته شده است. از دیدگاه دو فاز اویلر- لاگرانژ برای تحلیل رفتار نانو سیال استفاده شده است. معادلات حاکم بر مسئله توسط روش حجم کنترل بر پایه روش المان محدود (CVFEM) گسسته سازی شده‌اند. تأثیر پارامترهایی مانند غلظت ذرات نانو، عدد رینولدز و عدد گراشف بر روی ضریب انتقال گرمای جابجایی مختلط، عدد ناسلت، پروفیل سرعت و دما، ضریب اصطکاک و نحوه پخش ذرات مورد تحلیل قرار گرفته است. به دلیل اهمیت دو نیروی براونی و ترموفورتیک، تاثیر این نیروها بر ضریب انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش غلظت ذرات نانو، موجب بیشتر شدن ضریب انتقال گرمای نانو سیال شده، ولی تأثیر قابل‌توجهی بر روی ضریب اصطکاک ندارد. به عنوان مثال برای غلظت 2 درصد ذرات نانو، افزایش 25 درصدی در ضریب انتقال گرما مشاهده می-شود. از سویی دیگر، افزایش عدد گراشف باعث کم شدن بهبود انتقال گرمای نانو سیال نسبت به سیال خالص می‌شود.