مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی اجباری با استفاده از نانوسیال در فضای بین دو استوانه هم محور افقی

فناوری نانو در سال¬های اخیر با استفاده از اضافه کردن پودرهای نانوکریستال به سیالات انتقال گرما راه¬های جدیدی برای افزایش انتقال حرارت توسط سیالات ایجاد کرده و به عنوان شیوه¬ای نوین جهت تغییر خواص حرارتی سیالات شناخته شده است. در حال حاضر، تفاوت¬های قابل توجهی در داده¬های هدایت حرارتی نانوسیالات در مطالعات گوناگون وجود دارد. از طرف دیگر، مکانیزم¬های افزایش هدایت حرارتی نانوسیالات هنوز به طور کامل قابل درک نیستند. در فصل اول این رساله، به عنوان مقدمه مروری بر جزئیات مطالعات گوناگون بر روی انتقال حرارت نانوسیالات به ویژه جابجایی اجباری صورت گرفته است. مطالعات تجربی زیادی بر حسب تأثیرات بعضی پارامترها نظیر غلظت حجمی ذره، اندازه ذره و دما بر روی ضریب رسانایی و گرانروی مؤثر نانوسیالات مورد بحث قرار گرفته است. تحقیقات در مورد جابجایی اجباری نانوسیالات برای کاربردهای عملی این سیالات در تجهیزات انتقال حرارت از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از پژوهش حاضر تعیین اثر پارامترهای مختلف بر روی انتقال حرارت و رفتار هیدرودینامیکی نانوسیال آب/cuoدر هندسه ای خاص و پرکاربرد است. بنابراین در این پژوهش تئوری¬های حاکم بر انتقال حرارت جابجایی نانوسیالات مورد مطالعه قرار گرفته و روش مورد استفاده در حل عددی با مطالعات عددی دیگران در شرایط یکسان مقایسه و اعتبارسنجی شده که نتایج مطابقت بسیار خوبی را نشان می¬دهند. سپس رژیم جریان آرام توسعه یافته حرارتی نانوسیال آب/ اکسید مس در فضای بین دو استوانه هم¬محور افقی با شرایط مرزی دما ثابت و شار گرمایی ثابت تحت شرایط جابجایی اجباری به صورت عددی بررسی شده است. نتایج نشان می¬دهند که افزایش کسر حجمی ذرات در اغلب موارد سبب افزایش انتقال گرما از هر دو دیواره داخلی و خارجی می¬گردد در حالی که تغییرات چندانی در ضریب اصطکاک این دیواره¬ها مشاهده نمی¬شود. از طرفی در اکثر موارد افزایش عدد گراشف، کاهش انتقال گرما و ضریب اصطکاک را در هر دو دیواره در پی داشته است. همچنین نتایج نشان می¬دهند که انتقال حرارت جابجایی اجباری بر حسب عدد رینولدزافزایش قابل توجهی داشته است.