نام پژوهشگر: مهرداد نادری بنی

بررسی جریان و انتقال حرارت نانوسیال در داخل یک میکروکانال دو بعدی با شرایط مرزی لغزشی و پرش دمایی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  مهرداد نادری بنی   قنبرعلی شیخ زاده

در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی، جریان و انتقال حرارت نانوسیال در یک میکروکانال تحت شرایط مرزی لغزشی و پرش دمایی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا به بررسی طبقه بندی جریان داخل کانال ها و معرفی میکروکانال ها، روش های ساخت میکروکانال ها و ویژگی های آن ها پرداخته شده است و سپس شرایط لغزشی و پرش دمایی بررسی شده و معادلات حاکم بر آن ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه دلایل استفاده از نانوسیال، ویژگی آنها و مدل های موجود برای خواص ترموفیزیکی نانوسیال بیان شده و بهترین مدل که با شرایط فیزیکی مسئله سازگار باشد، انتخاب شده است. سپس جریان نانوسیال در یک میکروکانال با شار حرارتی ثابت در دیواره های بالایی و پایینی، با حل عددی معادلات حاکم به وسیله یک برنامه کامپیوتری مدل سازی شده است. این برنامه بر پایه الگوریتم سیمپلر نوشته شده و معادلات حاکم را به روش حجم محدود حل می کند. برای اطمینان از درستی برنامه کامپیوتری، کارهای انجام شده توسط محققین، مدل سازی شده و نتایج بدست آمده با یکدیگر مقایسه و تطابق خوبی مشاهده شده است. نتایج در دو بخش هیدرولیکی و حرارتی با تغییر عدد رینولدز، عدد نادسن، کسر حجمی نانوذرات و قطر نانوذرات ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که در دهانه ورودی میکروکانال، عدد پویسوله به عدد رینولدز وابسته نبوده و تنها به عدد نادسن وابسته است که با افزایش عدد نادسن کاهش می یابد. همچنین ضریب اصطکاک بیشینه با افزایش عدد رینولدز و یا عدد نادسن، افت می کند. تحلیل ها بیانگر آن است که با لغزشی شدن جریان دمای متوسط سیال کاهش پیدا می کند و با افزایش کسر حجمی نانوسیال دمای متوسط سیال افزایش پیدا می کند. بررسی عدد ناسلت حاکی از افزایش آن با افزایش عدد رینولدز است. همچنین تاثیر قطر نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته و تحلیل ها نشان دهنده افزایش عدد ناسلت با کاهش قطر نانوذرات می باشد.