بررسی و شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت نانو سیال در کانالهای با سطح مقطع مربعی و مثلثی در جریان درهم

یکی از مسائلی که امروزه در طراحی مبدل های حرارتی مورد تحقیق و بررسی قرار داده می شود، افزایش میزان انتقال حرارت با کمترین میزان حجم مبدل حرارتی می باشد. مقاطع غیر دایره ای نظیر کانال های با مقطع مربعی و مثلثی چون با کاهش افت فشار برای جریان سیال عبوری داخل کانال همراه است از جمله مواردی است که باید به آن پرداخته شود. سیالات معمولی، مثل آب، اتیلن گلیکل، و غیره.... برای انتقال حرارت، ضریب هدایت حرارتی پایینی در مقایسه با فلزات و حتی اکسیدهای فلزی دارند. که بحث نانو سیالات به دلیل اینکه پتانسیل بالایی در میزان افزایش انتقال حرارت از خود نشان می دهند مورد بررسی قرار می گیرند. در این مطالعه انتقال حرارت جابجایی اجباری نانو سیال آب al2o3/ ، آب/cuo وآب/ cu در جریان درهم داخل کانالهای با سطح مقطع مربعی و مثلثی با شرط مرزی دما ثابت دیواره به صورت شبیه سازی عددی با استفاده از روش cfd مورد بررسی قرار گرفته که از نرم افزار gambit 2.4.6 برای تولید هندسه و مش بندی و fluent 6.3.26 برای حل استفاده شده و تغییرات عدد nu برحسب عدد re بدست آورده شده و نقش عواملی همچون ابعاد ذرات، غلظت ذرات و نوع ذرات بررسی و نتایج حاصل مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به عنوان مثال برای کانال با مقطع مربعی در رینولدز 40000 و قطر ذرات nm10 برای نانو سیال آب/cu در غلظت حجمی 03/0 عدد ناسلت برابر 24/264 شده است که در مقایسه با آب خالص (5/218) عدد ناسلت 9/20% افزایش پیدا کرده است، در صورتی که عدد ناسلت در کانال با مقطع مثلثی برابر 246شده است و در مقایسه با آب خالص (36/199) 39/23% افزایش پیدا کرده است، اگر همین شرایط را برای نانو سیال آب/cuo در نظر بگیریم عدد ناسلت در مقطع مربعی برابر 260 و در مقطع مثلثی برابر 239 شده است که در مقایسه با آب خالص عدد ناسلت در مقطع مربعی 99/18% و مقطع مثلثی 88/19% افزایش داشته است و برای نانوسیال آبal2o3/ عدد ناسلت در مقطع مربعی برابر 254 و در مقطع مثلثی برابر 233 شده است، که در مقایسه با آب خالص مقطع مربعی 24/16% و مقطع مثلثی 87/16% افزایش عدد ناسلت را داشته است. در نهایت اعداد ناسلت نانو سیال آب/cu در مقایسه با نانو سیالات آب/cuo و آبal2o3/ در کانالهای با مقطع مربعی نسبت به کانالهای با مقطع مثلثی بیشتر است.