تحلیل عددی رفتار انواع نانوسیال در حفره های بلند

افزایش انتقال حرارت و همچنین افزایش راند مان انرژی با توجه به محدودیت منابع طبیعی و کاهش هزینه-ها همواره یکی از اساسی ترین دغدغه¬های مهندسین و محققین بوده است. این امر به خصوص در سیالات به دلیل کوچکی ضریب رسانش حرارتی از اهمیت بیشتری برخوردار است. یکی از مهمترین راه¬های دستیابی به این امر ،که در سال¬های اخیر به آن توجه زیادی شده، افزودن ذرات جامد با رسانش حرارتی بالا در ابعاد نانو می باشد. جریان جابه¬جایی طبیعی در داخل حفره، که تنها عامل محرک در آن نیروی شناوری می¬باشد، به علت تنوع کاربرد در بخش مهندسی و صنعت، یکی از پدیده¬های مهم به شمار می¬آید که بطور گسترده در علم انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی اثر ذرات نانو در انتقال حرارت وجریان سیال و همچنین تاثیر قطر ذرات برآن در حفره قائم¬الزاویه با نسبت منظری¬های متفاوت (0.1،0.2،0.25،0.5،0.75،1=l/h ) می¬باشد. در این تحقیق از دو سیال پایه¬ی آب و اتیلن گلیکول و سه نوع نانو ذره¬ی جامد مس (cu)، اکسید تیتانیم (tio3) و اکسید آلومینیم(al2o3)برای چهار نسبت حجمی متفاوت ( 0،0.025،0.05،0.1=φ ) استفاده شده است. جریان آرام و در محدوده فرض بوزینسک در نظر شده و نتایج برای سه عدد رایلی 105، 106 و 107 ارائه گردیده است. جهت مدلسازی جریان از الگوریتم سیمپل استفاده شده و نتایج حاصل برای جریان تراکم ناپذیر ارائه گردیده است . به این ترتیب با استفاده از برنامه عددی نوشته شده امکان مدلسازی انتقال حرارت در جریان آرام سیال با استفاده از فرض بوزینسک فراهم گردیده است. نتایج نشان داده است که نانو ذرات معلق در سیال باعث افزایش نرخ انتقال حرارت در هر عدد رایلی و نسبت منظری می¬شود. همچنین نتایج نشان داده است که عدد ناسلت ماکزیمم و عدد ناسلت متوسط با افزایش نسبت حجمی ذرات نانو افزایش می¬یابند. همچنین بیشترین مقدار ناسلت متوسط برای نانوذره¬ی مس (cu) مشاهده شده است. مقایسه¬ی نتایج حاصل از حل جریان با محققان پیشین نشان دهنده¬ی همخوانی قابل قبول این نتایج می¬باشد.