مطالعه عددی جابجایی ترکیبی نانوسیال با خواص متغیر در محفظه ی c شکل با دیوارهای متحرک

در سه دهه ی گذشته مطالعه جریان سیال و انتقال حرارت ناشی از جابجایی ترکیبی در محفظه ها، بخاطر کاربردهای گسترده مهندسی و صنعتی نظیر خنک سازی تجهیزات الکترونیکی، مبدل های حرارتی، صنایع غذایی، جداسازی آلودگی، دینامیک استخرها و مخازن، رشد بلور، روکش دهی و ریخته گری فلزات، کلکتورهای خورشیدی، استخراج نفت، تکنولوژی روغن کاری، راکتورهای هسته ای و سایر کاربردها اهمیت خاصی پیدا کرده است. خصوصاً در زمینه خنک سازی مدارات الکترونیکی که جابجایی طبیعی قادر به تامین خواسته مورد نظر نباشد، اهمیت جابجایی ترکیبی بیشتر نیز آشکار می شود. اخیراً جابجایی ترکیبی نانوسیال برای دست یابی به راندمان حرارتی بیشتر، مورد توجه محققین فراوانی قرار گرفته است. در این تحقیق به مطالعه عددی میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی ترکیبی نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با خواص متغیر درون محفظه ی c شکل در سه حالت مختلف پرداخته شده است. در حالت (1) دیواره ی گرم پایینی به سمت چپ، در حالت (2) دیواره ی گرم سمت چپ به سمت بالا و در حالت (3) دیواره ی گرم بالایی به سمت راست متحرک است. دیواره های داخل شکاف سرد و بقیه دیواره ها عایق هستند. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپلر حل شده اند. مطالعه برای حالت های مختلف هندسه با تغییر عدد ریچاردسون در محدوده ی 100? ri ? 01/0، کسر حجمی نانوذرات در محدوده ی 09/0? ? ? 0، نسبت های ابعادی شکاف 2/0، 4/0 و 6/0 و عدد گراشف ثابت 104 انجام شده است. نتایج حاصل نشان داده است که در تمام حالت ها با کاهش عدد ریچاردسون و افزایش نسبت ابعادی، عدد ناسلت متوسط روی دیوار ه های گرم افزایش می یابد. افزایش کسر حجمی نانوذرات در شرایط مختلف رفتار متفاوتی نشان می دهد، اما در نسبت ابعادی 6/0 افزایش کسر حجمی سبب افزایش پیوسته نرخ انتقال حرارت می شود. در اعداد ریچاردسون پایین که اثرات جابجایی اجباری بر جابجایی طبیعی غالب می شود، دیواره ی متحرک بیشترین سهم را در افزایش انتقال حرارت دارد. میزان انتقال حرارت در سه حالت مختلف برای ریچاردسون مساوی یکسان نیست و با کاهش عدد ریچاردسون، حالت سوم انتقال حرارت بیشتری را نسبت به دو حالت دیگر موجب می شود. همچنین مقایسه نتایج مدل خواص ثابت و مدل خواص متغیر اختلاف قابل ملاحظه ای در میزان انتقال حرارت نشان می دهد.