شبیه سازی عددی انتقال حرارت جریان سیال نانو در لوله با در نظر گرفتن سرعت لغزش بین دو فاز جامد و مایع

هدف از انجام این پروژه، بررسی انتقال حرارت جریان سیال نانو در لوله می باشد. برای شبیه سازی جریان از مدل دو سیالی با در نظر گرفتن سرعت لغزش بین دو فاز جامد و مایع استفاده شده است. نفوذ براونی و ترموفورسیس به عنوان مکانیزم های ایجاد سرعت لغزش بین دو فاز در نظر گرفته شده و اغتشاش در فاز سیال با بهره گیری از مدل k-e شبیه سازی گردیده است. به منظور وارد کردن اغتشاش حرارتی به مسئله از دو روش استفاده شده است. در روش اول خصوصیات ترموفیزیکی سیال نانو تنها تابعی از درصد حجمی ذرات در نظر گرفته شده اند. اما برای به دست آوردن ضریب نفوذ حرارتی اغتشاشی از عدد پرانتل اغتشاشی استفاده شده است. در روش دوم وابستگی به دمای ویسکوزیته سیال نانو علاوه بر درصد حجمی، در نظر گرفته شده است. معادلات با روش حجم محدود با الگوریتم سیمپل در مختصات استوانه ای روی یک شبکه جابجا شده حل شده است. نتایج خروجی شامل پروفیل های سرعت، پروفیل های دما، تغییرات غلظت ذرات و دمای دیواره و ضریب انتقال حرارت جابه جایی شعاعی و طولی می باشد و اثر پارامترهای مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در نظر گرفتن وابستگی ویسکوزیته سیال نانو به دما، تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش خطا خواهد داشت. همچنین افزایش عدد رینولدز و درصد حجمی ذرات موجب بهبود چشمگیر ضریب انتقال حرارت جابه جایی خواهند شد.