مطالعه عددی جریان جابجایی ترکیبی در یک کانال شیب دار دارای دو منبع حرارتی به شکل حفره حاوی نانوسیال (مس و اکسیدآلومینیوم)

در این تحقیق جابجایی ترکیبی در یک کانال دارای دو حفره ی باز که در آن نانوسیال آب- مس و آب- آلومینیوم جریان دارد، با حل عددی به روش سیمپلر مورد تحلیل قرار گرفته است. دیواره ی پایینی حفره ها یکبار در شرایط دما ثابت و بار دیگر در شرایط شار ثابت قرار دارد. در این کار پارامترهای موثر بر نوع جریان و کلیه ی پارامترهای هندسی از جمله تغییر فاصله ی بین دو حفره، عرض حفره ها، ارتفاع حفره ها و همچنین درصد حجمی نانوذرات روی خطوط جریان، خطوط همدما و نرخ انتقال حرارت متوسط مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق جهت کنترل نوع جریان از عدد ریچاردسون و عدد رایلی استفاده شده و دامنه ی تغییرات عدد ریچاردسون بین 0.1 تا 10 و دامنه ی تغییرات عدد رایلی بین 103 تا 105 مد نظر قرار گرفته است. دامنه ی تغییرات درصد حجمی نانوذرات بین 0 تا 0.5 می باشد. نتایج نشان داد روال تغییرات ناسلت متوسط در هر دو شرایط دما ثابت و شار ثابت مشابه بوده و در اکثر موارد این مقدار برای شرایط دما ثابت از شرایط شار ثابت به مقدار کمی بیشتر است. همچنین با افزایش عدد رینولدز و غالب شدن جابجایی اجباری افزایش ناسلت متوسط چشمگیر می باشد. در بررسی پارامترهای هندسی نتایج نشان داد با افزایش فاصله ی بین حفره ها مقدار ناسلت حفره ی دوم با یک شیب تقریبا ثابت به مقدار آن در حفره ی اول نزدیک می شود. همچنین با افزایش عرض حفره ها بسته به غالب بودن جابجایی اجباری بر جابجایی آزاد یا برعکس نرخ انتقال حرارت کاهشی و یا افزایشی می باشد. افزایش ارتفاع در اعداد ریچاردسون بالا باعث کاهش مقدار ناسلت متوسط خواهد شد، اما در اعداد ریچاردسون پایین پس از کاهش مقدار ناسلت متوسط تا نسبت ارتفاع خاص پس از این نسبت مقدار ناسلت تقریبا ثابت می ماند. در انتها نیز اثر شیب کانال نسبت به سطح افق روی سیال پایه بررسی شد و نتایج نشان داد شیب کانال در اعداد ریچاردسون بالا بر مقدار ناسلت متوسط موثر و در اعداد ریچاردسون پایین این عامل بر مقدار ناسلت بی تاثیر است.