مدلسازی و بیشینهسازی انتقال حرارت جابهجایی طبیعی در محفظه بسته پرشده با نانوسیال
نویسندگان
1 استادیار مهندسی مکانیک، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران
doi
چکیده
در پژوهش حاضر، یک محفظه بسته چهارضلعی با هدف بیشینهسازی میزان انتقال حرارت جابهجایی طبیعی سیال خالص و نانوسیالهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر مبنای سیال پایه به شکل بیبعد خود منتقل و با استفاده از روش المان محدود حل شدند. با بهرهگیری از نتیجههای آزمایشگاهی موجود در پیشینه پژوهش و بهمنظور بررسی جامع رفتار حرارتی نانوسیال ها، دو عامل بیبعد جدید، یعنی عامل رسانش حرارتی (Nc) و عامل لزجت دینامیک (Nv) تعریف شدهاند. عاملهای یاد شده به جنس نانوذرات و سیال پایه، اندازه و شکل نانوذرات و دمای کارکرد نانوسیال بستگی دارند. استفاده از نانوذرات درون سیال پایه، باعث افزایش رسانایی حرارتی سیال عامل شده که در نتیجه آن امکان افزایش انتقال حرارت فراهم میشود. از طرفی بهینهسازی محفظه بسته نیز به تقویت هرچه بیشتر انتقال حرارت کمک شایانی میکند. بهمنظور بهینهسازی هندسی، دو عامل نسبت متناظر (نسبت ارتفاع به طول محفظه) و زاویه انحراف بهعنوان متغیرهای بهینهسازی در نظر گرفته شدهاند. بررسیها برای اعداد رایلی گوناگون و کسرهای حجمی متفاوتی از نانوذرات به انجام رسیده است. نتیجهها نشان میدهند که با افزایش عدد رایلی، از یک طرف محفظه بهینه باریکتر (افزایش نسبت متناظر) خواهد شد و از طرف دیگر زاویه انحراف محفظه نیز کاهش مییابد.
