انتقال حرارت طبیعی اطراف استوانه افقی در محیط متخلخل اشباع از نانوسیال

سرمایش و گرمایش سیالات برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی شامل منبع حرارتی، فرآیندهای تولیدی، حمل ونقل و الکترونیک نقش مهمی دارد. روش های زیادی برای افزایش نرخ انتقال حرارت در این فرآیندها گزارش شده است. بیشتر این روش ها برمبنای تغییرات در ساختار تجهیزات نظیر افزایش سطوح حرارتی (پره ها)، لرزش سطوح حرارتی، تزریق یا مکش سیال و اعمال جریان الکتریکی یا مغناطیسی متمرکز می باشند اما این روش ها به سختی می توانند از عهده تقاضای روزافزون انتقال حرارت و فرآیندهای با انرژی بالا برآیند. یکی از روش هایی که نقش مهم و اساسی را در انتقال حرارت ایفا می کند، افزودن نانوذرات فلزی داخل سیالات می باشد تا به سبب ضریب هدایت بالای نانوذات فلزی، انتقال حرارت از سیالات را بهبود بخشد. از طرفی محیط های متخلخل که بخش جامد آنها دارای ضریب هدایت بالاتری نسبت به فضای خالی آن باشد، ضریب هدایت کلی محیط را بالا می برند و با عبور سیال از داخل این محیط های متخلخل، حرارت بیشتری منتقل خواهد شد. مسئله ای که در این تحقیق در نظر گرفته شده، بررسی ترکیبی از محیط متخلخل و نانوسیال می باشد. با مطالعه و شناخت جریان نانوسیال در میحط متخلخل، می توان شرایطی را ایجاد کرد که حرارت بیشتری منتقل گردد. در این تحقیق انتقال حرارت طبیعی اطراف یک استوانه افقی دوبعدی در محیط متخلخل و اشباع شده توسط نانوسیال مورد بررسی قرار می گیرد. مدل استفاده شده برای تحلیل نانوسیال مدل بونگیورنو می باشد و برای تحلیل محیط متخلخل از مدل دارسی استفاده شده است . معادلات حاکم شامل بقای جرم ، بقای جرم نانوذره ، بقای مومنتم ( دارسی) و بقای انرژی می باشند که با روش تشابهی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و سپس با روش شوتینگ توسط نرم افزار متلب حل شده اند. نتایج بدست آمده بر اساس چهار پارامتر نفوذ براونی، نفوذ ترموفورز، ضریب شناوری و عدد لوئیس ارائه شده اند و نشان می دهند که عدد ناسلت میانگین با افزیش ضریب شناوری و عدد لوییس و با کاهش ضریب نفوذ براونی و ترموفورز زیاد می شوند.