بررسی عددی تاثیر نانوذرات بر افزایش انتقال گرما در فیلم تقطیر روی یک استوانه افقی

در این مقاله، یک حل تشابهی برای محاسبه انتقال گرما در تقطیر لایه‌ای نانوسیال روی یک استوانه‌ افقی ارائه شده است. مشاهدات تجربی گذشته نشان می‌دهد که نانوذرات با بخارات سیال پایه در اواپراتور همراه شده و در فیلم تقطیر تشکیل شده در کندانسور حضور دارند. به دلیل نقش مهم نانوذرات در افزایش انتقال گرما از فیلم تقطیر، در این مقاله به بررسی عددی این پدیده پرداخته‌ می‌شود. اثر تغییر زاویه روی سطح استوانه، عدد جاکوب، تغییر در کسرحجمی نانوذرات و استفاده از نانوسیال‌های مختلف، بر پروفیل سرعت، دما و عدد نوسلت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با حضور نانوذرات آلومینا و اکسید‌تیتانیوم در سیال پایه آب، ضریب انتقال گرمای جابجایی در لایه تقطیر افزایش می‌یابد؛ ولی در مورد نانوذرات‌ مس و نقره، انتقال گرمای رسانشی غالب است و بنابراین عدد نوسلت کاهش پیدا می‌کند. می‌توان دید که اثر عبارت‌های جابجایی با فاصله گرفتن از نقطه سکون بالایی تا زاویه 90 درجه، افزایش یافته و پس از آن تا نقطه‌ سکون پایینی کاهش پیدا می‌کند. همچنین با کم شدن شعاع استوانه انتقال گرمای همرفت به صورت قابل توجهی کاهش می‌یابد. بر اساس نتایج به دست آمده می‌توان گفت که نظریه نوسلت تنها در اعداد جاکوب پایین می‌تواند جواب قابل قبولی ارائه دهد.