بررسی بهبود انتقال گرما درون نانوسیال به کمک روش شبکه بولتزمن

هدف از این مطالعه، بررسی اثر پارامتر های مهم از قبیل عدد رایلی، غلظت حجمی نانوذرات و نوع نانوذره، هندسه و مکان چشمه حرارتی بر عملکرد گرمایی نانوسیال (خنک کاری) درون یک محفظه توسط روش شبکه ی بولتزمن می باشد. در این مطالعه، میدان سرعت توسط روش شبکه بولتزمن با پارامترهای استراحت چند گانه و میدان دما توسط مدل گرمایی شبکه بولتزمان حل می شوند. سپس میدان های سرعت ودما توسط تقریب بوسینیسک به یکدیگر کوپل می شوند. همچنین دو شرط مرزی حرارتی نیومن و دیریچله به طور همزمان بررسی می شود. در این پایان نامه اثر عوامل مذکور بر دمای ماکزیمم منبع گرمایی که بر عمر و کارکرد آن موثر است به صورت موضعی بررسی می شود. افزودن نانوذرات به سیال پایه و همچنین افزایش عدد رایلی سبب کاهش این دما می شود که می تواند ناشی از بهبود مکانیزم انتقال گرمای جابجایی باشد. همچنین، محفظه با چیدمان متقارن، دارای دمای ماکزیمم منبع گرمایی بالاتردر مقایسه با چیدمان نامتقارن است. در این پایان نامه به خوبی نشان داده شد که با افزودن نانوذرات به سیال پایه با تغییرات ویژهای که در خواص هیدرودینامیکی و گرمایی ایجاد می شود، نیروی های گرانشی بر نیروهای لزج غلبه می کند، و در نتیجه مولفه های سرعت مقادیر بیشتری به خود می گیرند و انتقال حرارت جابجایی بهبود می یابد. از طرفی تولید نقاط سکون به صورت موضعی میتواند سبب اخلال در سیستم خنک کاری شود. نتایج حاصله از روش شبکه بولتزمن به خوبی نتایج آزمایشگاهی و عددی را تصدیق می کند و نشان می دهد که استفاده از نانوسیال به عنوان سیال عامل، نرخ انتقال گرما افزایش می یابد که منجر به کوچک شدن وسایل صنعتی می شود. کلمات کلیدی نانوسیال، انتقال گرما، روش شبکه بولتزمان.