آنالیز cfd جریان تیلور نانوسیال (?-al2o3/water) در میکرو کانال دو بعدی با در نظر گرفتن لایه ی مایع

در این پایان نامه جریان تیلور نانوسیال 1% حجمی اکسید آلومینیوم در آب در میکرو کانال های با سطح مقطع مستطیلی با نسبت عمق به عرض زیاد با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار فلوئنت (fluent) بررسی شد. 4 هندسه ی مختلف برای بررسی اثر هندسه ی ورودی بر روی هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان تیلور در نظر گرفته شد. در هندسه ی 1 هوا به صورت عمودی و نانوسیال در امتداد میکروکانال وارد می شود . در هندسه ی 2 نانو سیال به صورت عمودی و هوا در امتداد میکروکانال وارد می شود. در هندسه ی 3 هوا و نانو سیال هر دو به صورت عمودی و در هندسه ی 4 با زاویه ی 120 درجه وارد می شوند. در نهایت مشخص شد که هندسه 1، در شرایط یکسان دارای بالاترین عدد ناسلت است و عدد ناسلت نه تنها با طول لخته ها و حباب ها بلکه با طول سلول نسبت عکس دارد. بنابر این با کاهش طول سلول ها عدد ناسلت افزایش می یابد با کاهش عرض ورودی فاز گاز طول سلول ها کاهش و در نتیجه عدد ناسلت افزایش می یابد. از طرفی لایه ی مایع اطراف حباب ها که نقش کلیدی را در هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان تیلور ایفا می کند با روشی تطبیق مرز ها شبیه سازی شد. این روش سریعترین روش ممکن از میان روش های دیگر شبیه سازی لایه ی مایع است که تاکنون به کار رفته اند و این مطالعه جزو معدود مطالعاتی است که در آن ها لایه ی مایع شبیه سازی شده است. بدون شبیه سازی لایه ی مایع نتیجه گرفته شد که درصد خطا در افت فشار حدود 80 درصد خواهد بود و کسر حجمی گاز نیز مقادیری بیش از نسبت سرعت ظاهری فاز گاز به مجموع سرعت های ظاهری هر دو فاز خواهد داشت. همچنین بدون شبیه سازی لایه ی مایع اطراف حباب ها کانتور دما نسبت به محور مرکزی میکروکانال متقارن نخواهد بود. اثر حضور نانو سیال به جای آب به عنوان فاز مایع بررسی و نتیجه گرفته شد که با نانو سیال مذکور متوسط عدد ناسلت حدود 10 درصد افزایش خواهد داشت. خواص هیدرودینامیکی و حرارتی به عنوان توابعی از دما در نظر گرفته شدند در حالی که در مطالعات پیشین این خواص ثابت در نظر گرفته می شدند.