بررسی عددی تأثیر استفاده همزمان از نوسان و نانوذرات در جریان داخل کانالی با موانع‌ متناوب

در این مقاله به نقش نانوذرات در افزایش انتقال حرارت جریان نوسانی آرام سیال در کانالی با موانع متناوب به‌صورت عددی پرداخته شده است. معادلات حاکم بر جریان نانوسیال به روش حجم‌محدود روی شبکه جابجاشده حل شده‌اند. سرعت جریان ورودی تابعی سینوسی از زمان درنظرگرفته‌شده و ویژگی‌های نانوسیال متغیر با دما برحسب خواص ترموفیزیکی سیال پایه و نانوذره محاسبه می‌شود. تحلیل جامعی بر روی عددنوسلت و افت‌فشار جریان در محدوده‌هائی از دامنه، فرکانس نوسانات و کسرحجمی انواع مختلف نانوذرات انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد فرکانس نوسانات تاثیر قابل‌توجهی بر نرخ انتقال‌حرارت و افت‌فشار نمی‌گذارد. همچنین با سه برابر شدن دامنه نوسانات، عددنوسلت کلی حدود 2 درصد افزایش داشته است؛ این درحالی است که افزودن شش درصد نانوذره به سیال پایه، با وجود آنکه افت فشار کمتری هم نسبت به افزایش دامنه بر جریان تحمیل کرده، ولی عدد نوسلت کلی را حدود 16 درصد افزایش داده است. مطالعه نانوذره‌های مختلف نیز نشان داد که عددنوسلت متوسط نوسانی برای نانوسیال آب- اکسید تیتانیوم از سایر نانوسیال‌های مطالعه‌شده کمتر است. بطورکلی می‌توان گفت که در کانال مانع‌دار، افزایش کسرحجمی‌ نانوذرات تا 6 درصد و نوسانی کردن جریان با دامنه 5/0 حالت بهینه افزایش انتقال حرارت با افت فشاری قابل‌قبول خواهد بود.