بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد در محفظه‎های پر‎شده توسط نانوسیال

در این پایان‎نامه انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیالات در محفظه مربعی دو بعدی به‎صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود بررسی شده است. فرض بر آن است که دیواره های افقی، عایق و دیواره های عمودی در دماهای مشخصی ثابت نگه داشته شده اند. نانوسیال درون محفظه دارای ذرات با قطرهای یکسان و توزیع همگن بوده و بین اجزا آن، واکنش شیمیایی وجود ندارد. به دلیل اختلاف دمای کم، فرض بوزینسک برای سیال برقرار است. فیزیک جریان نیز پایا، دو بعدی و آرام فرض شده است. مدل به کار رفته به گونه ای است که اثرات لغزش میان سیال پایه و نانوذرات را نیز در نظر می گیرد. خطوط دما ثابت، توزیع نانوذرات در محفظه، ناسلت محلی و ناسلت متوسط برای مقادیر مختلف کسر حجمی نانوذرات و عدد رایلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که برای هندسه در نظر گرفته‎شده غلظت ذرات در نزدیک دیواره سرد بیشتر از دیواره گرم است. بیشتر بودن غلظت ذرات فلزی در نزدیکی دیواره سرد، نرخ انتقال حرارت را از این قسمت افزایش می‎دهد، در حالی‎که در نزدیکی دیواره سرد، عکس این حالت رخ می‎دهد. همچنین نیروهای ترموفورسیس و نفوذ براونی که مهم ترین نیروهای وارد بر ذرات در نانوسیالات هستند، تأثیر بسزایی در محاسبه ناسلت دارند. بدین صورت که با در نظر گرفتن آن ها، این نتیجه حاصل می‎شود که استفاده از نانوسیالات در محفظه ها موجب افزایش انتقال حرارت جابجایی آزاد می‎شود.