نام پژوهشگر: بهرام مولائی

بررسی عددی خواص هیدرودینامیکی و انتقال حرارتی جریان جوششی نانوسیال در یک میکروکانال
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  بهرام مولائی   عبدالرحمان دادوند

در این رساله، انتقال حرارت جریان جوششی آب خالص و نانوسیال به عنوان سیال¬های عامل در یک میکروکانال افقی تحت مطالعه عددی قرار گرفته است. ابعاد میکروکانال با مقطع مستطیلی 7500×100×250μm می¬باشد. در سطح پایینی میکروکانال هیتری با ابعاد 3500×80 μm به شکل متقارن نسبت به خط مرکزی افقی قرار گرفته است. کسر حجمی نانوذرات اکسید آلومینیوم 0/2 درصد و با قطر متوسط 40 نانومتر در نظر گرفته می¬شود. شبیه¬سازی عددی به کمک نرم¬افزار ansys fluent (و در برخی حالات توسط ansys cfx) انجام گرفته و در مواقع نیاز، کدهایی نوشته و به نرم¬افزار پیوست شده است. جریان جوششی به¬دلیل وابستگی به تعداد زیادی پارامترهای نامعلوم (از قبیل؛ توزیع اندازه و هندسه میکروکویتی-های سطح، تعداد سایت¬های حباب¬زای فعال و خواص سطح مشترک مایع و جامد) و دارا بودن فرایندهای هیدرودینامیکی کاملاً تصادفی (از قبیل؛ حرکت سیال در مجاورت سایت¬های حباب¬زا، شکل و اندازه حباب هنگام رشد، فرکانس جدا شدن حباب¬ها از سطح، بهم¬پیوستن حباب¬ها و ازهم¬جداشدن حباب¬ها و سرعت رشد حباب¬ها) پدیده کاملاً پیچیده¬ای بوده و دارای نوسانات با دامنه نوسانی بزرگ و سیکل زمانی طولانی برای آب خالص در فلاکس¬های حرارتی متوسط و برای نانوسیال در فلاکس¬های حرارتی بالا می¬باشد. نتایج عددی بیانگر کاهش نوسانات خواص جریان جوششی هنگام استفاده از نانوسیالات می¬باشد. جریان جوششی نانوسیال پایدارتر می¬باشد و خواص انتقال حرارتی جریان جوششی آن افزایش می¬یابد. این یافته¬ها در تطابق با یافته-های آزمایشگاهی موجود می¬باشد. یافته¬های این مطالعه نشان می¬دهد که در هندسه¬های ساده و فلاکس¬های حرارتی متوسط می¬توان جریان جوششی را مخصوصاً در رژیم جریان حبابی به¬شکل مناسبی با نرم¬افزارهای تجاری مدل کرد.