بررسی عددی اثرات جریان نانوسیال ضربانی بر انتقال حرارت در لوله های دندانه دار

در این پایان نامه به بررسی اثرات جریان لایه ای ضربانی بر انتقال حرارت نانوسیالات در یک لوله ی دندانه دار با دیواره ی دما ثابت توسط دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. در این بررسی، سیال مورد استفاده یک نانوسیال پایه آبی شامل نانوذرات مس می باشد. جهت حل معادلات پیوستگی، ناویر استوکس و انرژی، از روش عددی المان محدود استفاده شده است. ویسکوزیته و هدایت حرارتی موثر نانوسیال به ترتیب توسط روابط بریکمن و مدل پاتل و همکاران محاسبه شده است. جهت صحت سنجی مدل، مقایسه ای بین نتایج این مدل با نتایج حاصل از کار محققین دیگر صورت گرفت که نشان داد مدل استفاده شده تطابق خوبی با نتایج دیگران دارد. بررسی اثرات موج دار کردن لوله بر هیدرودینامیک و انتقال حرارت نانوسیال در دو حالت جریان پایا و ضربانی، نشان داد که جریان ضربانی و موج دار کردن لوله، هر دو می توانند میزان انتقال حرارت را افزایش دهند، با این تفاوت که اثر موج دار کردن لوله در افزایش راندمان انتقال حرارت محسوس تر است. همچنین جریان ضربانی با شکستن لایه های مقاومتی سیال و افزایش اختلاط حرارتی جریان می تواند عدد ناسلت را چه در لوله ی صاف و چه در لوله ی موج دار افزایش دهد. علاوه بر این اثرات کسر حجمی ذرات فلزی بر روی انتقال حرارت در لوله ی دندانه دار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله، نشان دهنده ی افزایش میزان انتقال حرارت در اثر افزایش کسر حجمی ذرات، در محدوده ی 1 تا 5 درصد می باشد. همچنین اثرات پارامترهای مختلف ضربانی کردن جریان، از قبیل دامنه، فرکانس و رینولدز ورودی بر انتقال حرارت نانو سیال، مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاصله نشان داد که با افزایش عدد رینولدز ورودی و کاهش دامنه و فرکانس در محدوده ی مورد مطالعه، میزان انتقال حرارت افزایش می یابد.