جابجایی اجباری جریان ناپایدار نانوسیال با توزیع ذرات غیر همگن در جت محدود

امروزه استفاده از نانو ذرات به منظور کاهش حجم سیستم های خنک کاری و مبدل های حرارتی مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. با توجه به اهمیت جریان جت در کارایی مبدل های حرارتی و بارز بودن اثر افزودن نانو ذرات در بهبود کارایی این وسایل بررسی همزمان این دو عامل در هندسه کانال می تواند در طراحی مبدل های حرارتی جدید تر راهگشا باشد. جریان جت نیز جریانی پر کاربرد در بسیاری از سیستم ها همانند تخلیه محیطی، مبدل های حرارتی، سیستم های تزریق جریان، خنک کاری دیواره های محفظه احتراق در توربین های گازی و وسایل پاشش در اتومبیل است. در این پایان نامه تاثیرات نانو ذرات بر افزایش نرخ انتقال حرارت، اثرات توزیع نا همگن نانو ذرات،تاثیر نسبت منظر های مختلف روی جریان جت، اثرات همگرایی کانال روی خصوصیات حرارتی و سیالاتی جریان، روند تغییرات جریان سیال با زمان، انتقال حرارت در رژیم جریان درهم، تغییر خصوصیات نانو سیال با دما و موجی کردن کانال در افزایش انتقال حرارت بررسی شده است. معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت با استفاده از روش حجم محدود گسسته سازی شده و از الگوریتم سیمپل برای حل معادلات کوپل فشار و سرعت اصلاح شده در یک شبکه هم جا استفاده گردیده است. از درونیابی رای و چو برای جلوگیری از نوسانی شدن فشار استفاده شده است.در ادامه صحت نتایج با بررسی جریان در شرایط مختلف در داخل کانال و مقایسه آن با داده های مراجع دیگر مورد سنجش قرار گرفته است. شبیه سازی برای جریان دو فازی آرام در محدوده عدد رینولدز بین 25 تا 800، نسبت منظرهای بین 1 تا 32 و کسرحجمی های بین 0تا 10 درصد انجام گرفته است. برای جریان تک فاز درهم نیز محدوده عدد رینولدز بین 4000 تا 40000، نسبت منظر بین 1 تا 20، کسرحجمی بین 0تا 5 درصد و دامنه موج بین 0 تا 0.04 در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از بررسی پارامترهای جریان و انتقال حرارت نانوسیال نشان داد که با افزایش عدد رینولدز،افزایش نسبت منظر، دامنه موج سینوسی و همچنین افزایش کسر حجمی نانوذرات عدد ناسلت متوسط افزایش پیدا خواهد کرد. بررسی ها نشان داد که با افزایش نسبت منظر نفوذ جت در داخل کانال بیشتر شده و طول توسعه یافتگی جریان داخل کانال افزایش می یابد. با افزایش عدد رینولدز نیز تاثیر مشابهی مشاهده شد. همچنین بررسی ها نشان داد که با افزایش عدد رینولدز و نسبت منظر، طول ناحیه گردابی و برگشت جریان بیشتر می شود که تاثیر مستقیم در افزایش ناسلت موضعی و در نتیجه در ناسلت متوسط سطح دارد.