شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت اجباری آشفته نانوسیال غیرهمگن در کانال سینوسی

امروزه استفاده از سطوح مواج و 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 مغشوش و کاربرد فراوان آن در صنعت و در کارایی مبدل های حرارتی فشرده و بارز بودن اثر افزودن نانو ذرات در بهبود کارایی این وسایل بررسی همزمان این عوامل در هندسه کانال می تواند در طراحی مبدل های حرارتی جدید تر راهگشا باشد. در این پایان نامه نانوسیال آب- al2o3 در کانال با دیواره موجدار با استفاده از مدل های تک فاز و دو فاز تحت شرایط دما ثابت و شار ثابت مورد بررسی قرارگرفته است. از آنجاییکه بیشتر سطوح در کاربردهای صنعتی در معرض شار حرارتی ثابت می باشند و شرایط مربوط به دما ثابت کاربرد کمتری داشته و در مواردی که تغییر فاز وجود داشته باشد لحاظ می شود، در این پایان نامه بیشتر مسائل با شرط مرزی شار ثابت مورد تأکید قرارگرفته است. برای گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت در محدوده محاسباتی، روش حجم محدود به کار گرفته شده است برای حل معادلات، یک برنامه نویسی به زبان فورترن نوشته شده است. برای تولید شبکه، از آرایش شبکه هم جا استفاده شده و از الگوریتم سیمپل و روش درونیابی رای و چو برای کوپل کردن معادلات سرعت و فشار استفاده شد. در ادامه صحت نتایج از لحاظ حرارتی در شرایط مختلف در داخل کانال و مقایسه آن با داده های مراجع دیگر مورد ارزیابی قرار گرفته است. شبیه سازی برای جریان دو فازی آرام در محدوده عدد رینولدز بین 100 تا 500، و جریان دو فازی آشفته در محدوده عدد رینولدز بین 8000 تا 40000 و کسرحجمی های بین 0تا 6 درصد انجام گرفته است. نتایج نشان داد افزایش کسرحجمی، عدد رینولدز و دامنه موج موجب افزایش انتقال حرارت و ضریب اصطکاک و افت فشار می شود. همچنین مدل دوفازی مخلوط عدد ناسلت موضعی بیشتری نسبت به مدل همگن و توزیع ذرات را به صورت یکنواخت در سیال نشان داد.