شبیه سازی عددی میدان جریان و انتقال حرارت نانوسیال درون یک میکروکانال سه بعدی با در نظر گرفتن شرط لغزش و پرش دمایی

در این تحقیق میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم در میکروکانال مستطیلی سه بعدی با شرایط مرزی لغزشی و پرش دمایی به طور عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دیواره ی پایینی میکروکانال تحت شار حرارتی ثابت قرار داشته و سایر دیواره ها عایق می باشند، همچنین مدل به کار رفته جهت محاسبه ی ضریب هدایت حرارتی و لزجت دینامیکی نانوسیال، وابسته به دمای نانوسیال و اندازه ی قطر و کسر حجمی نانوذرات می باشد. معادلات ناویر- استوکس و انرژی با استفاده از روش حجم کنترل حل شده اند. از طرفی نیز، یک ضریب جابجایی- پخش اصلاح شده در سطح مشترک سیال و دیواره تعریف شده تا شرط مرزی پرش دمایی را ایجاد کند. شبیه سازی برای مقادیر مختلف عدد نادسن، ، ضریب شکل و کسر حجمی نانوذرات انجام شده و تأثیر پارامترهای ذکر شده بر میدان جریان و انتقال حرارت و اعداد ناسلت و پویسوله مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد نادسن، ضریب اصطکاک برای میکروکانال مربعی به میزان 42 درصد و برای جریان بین دو صفحه ی موازی 54 درصد در نسبت به جریان غیر لغزشی کاهش می یابد. از طرفی برای مقادیر پایین ، دمای متوسط سیال کمتر از حالت غیر لغزشی بوده و با افزایش انتقال حرارت کاهش می یابد؛ ولی با افزایش با گذشتن از مقدار خاصی، دمای متوسط سیال از حالت غیر لغزشی بیشتر شده و با افزایش عدد نادسن، عدد ناسلت افزایش می یابد. در محدوده ی پارامترهای بررسی شده، مشاهده می شود که عدد ناسلت توسعه یافته در اثر جریان لغزشی می تواند تا 13 درصد افزایش و یا 50 درصد کاهش داشته باشد. همچنین با افزایش کسر حجمی نانوذرات، عدد ناسلت به خصوص در ناحیه ی ورودی افزایش می یابد.