تحلیل عملکرد حرارتی و انتروپی تولیدی جریان نانوسیال در یک چاه‌گرمایی ذوزنقه‌ای با آرایش‌های مختلف

Abstract

در این پژوهش مشخصه‌های انتقال‌حرارت و تولید انتروپی جریان آرام نانوسیال آب- آلومینا در یک چاه‌گرمایی میکروکانالی ذوزنقه‌ای به صورت عددی و سه‌بعدی برای شار حرارتی ثابت kW/m2200 ورودی به کف چاه‌گرمایی و با لحاظ نمودن هدایت در قسمت‌های جامد مطالعه شده‌است. معادلات حاکم بر جریان به روش حجم محدود بر مبنای المان محدود حل شده‌است. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر چهار آرایش مختلف ورود/خروج افقی جریان بر روی شاخص‌های حرارتی و تولید انتروپی، با لحاظ اثر حرکت براونی نانوذرات و تغییر خواص نانوسیال با دما، بوده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش افت فشار برای یک کسر حجمی ثابت موجب افزایش عدد ناسلت (بین78/1% تا 88/1%)، کاهش مقاومت حرارتی(بین94/35% تا 41/40%)، کاهش نسبت بیشینه اختلاف دمای کف چاه‌گرمایی به شار حرارتی(بین90/33% تا 60/41%) و کاهش انتروپی تولیدی کل(بین34/24% تا 15/27%) می‌شود. همچنین برای همه آرایش‌ها در یک افت فشار ثابت افزایش کسر‌حجمی باعث افزایش عدد ناسلت(بین88/11% تا 06/12%) و انتروپی تولیدی کل(بین77/1% تا 37/2%) می‌شود، ولی تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر مقاومت حرارتی و نسبت بیشینه اختلاف دمای کف چاه‌گرمایی به شار حرارتی ندارد به طوری‌که با افزایش کسر حجمی از صفر تا 4% تغییرات مقاومت حرارتی و نسبت بیشینه اختلاف دمای کف چاه‌گرمایی به شار حرارتی به ترتیب کمتر