انتقال حرارت جابجایی آزاد از میله ای با مقطع مثلثی به محفظه ای پر شده از نانوسیال

در این پروژه جریان جابجایی آزاد نانوسیال در داخل محفظه ای مربعی که یک میله با مقطع مثلث در آن قرار دارد، بررسی شده است. دیواره ی محفظه و میله هر دو در دمای ثابت قرار دارند. به گونه ای که دمای میله از محفظه بالاتر است. نانوسیال مورد مطالعه آب – مس انتخاب شده است. هدف از این بررسی، پیش بینی اثر تغییر عدد ریلی، تغییر نسبت ابعادی، تغییر موقعیت میله ی مثلثی، کسر حجمی نانوسیال و چرخش میله بر میدان جریان، دما و نرخ انتقال حرارت می باشد. جهت این بررسی، معادلات بقاء جرم، مومنتم و انرژی با فرض خواص ثابت سیال، به جز چگالی در نیروی غوطه وری(تقریب بوزینسک )، به کار گرفته شده اند. برای حل عددی این معادلات، از روش اختلاف محدود مبتنی بر حجم کنترل و الگوریتم سیمپل استفاده می شود. برای حل معادلات جبری بدست آمده، برنامه کامپیوتری به زبان فرترن نوشته شده است. این برنامه ابتدا با برخی از کارهای مشابه جابجایی آزاد انجام شده توسط دیگران کنترل شده و سپس نتایج مورد نیاز استخراج شده است. بر اساس نتایج مدل سازی، استفاده از نانوسیال در محفظه باعث افزایش قابل توجهی در نرخ انتقال حرارت می-شود. همچنین افزایش عدد ریلی موجب می گردد که با تقویت نیروی غوطه وری، نرخ انتقال حرارت جابجایی آزاد در محفظه افزایش یابد. بررسی در موقعیت میله ی مثلثی در محفظه نیز نشان می دهد که تغییر مکان میله در راستای عمودی به مراتب تاثیر بیشتری در عدد نوسلت متوسط نسبت به موقعیت های دیگر می گذارد. به عبارت دیگر در حالتی که میله در پایین ترین حالت واقع می گردد، شاهد افزایش در نرخ انتقال حرارت هستیم. همچنین بررسی بر روی اثر چرخش میله در محفظه نیز نشان داد که با انجام این عمل انتقال حرارت کاهش پیدا می کند.