تحلیل عددی تأثیر وجود بافل بر افزایش انتقال حرارت جریان نانوسیال روی یک پله پسرو: رابطه برازش برای عدد ناسلت متوسط

Abstract

در مقاله حاضر، تأثیر حضور بافل بر الگوی جریان و افزایش انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال مس با پایه آب در محدوده رژیم آرام روی یک پله پسرو به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه، تأثیر پارامترهای هندسی بافل از قبیل ارتفاع، عرض و تعداد آن و همچنین عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات بر الگوی جریان و انتقال حرارت مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی همزمان افزایش انتقال حرارت و افت فشار، شاخص ارزیابی عملکرد تعریف شده است. نتایج نشان می‌دهد که شاخص ارزیابی عملکرد در حضور بافل در تمامی شرایط مقداری بزرگتر از 1 دارد که نشان‌دهنده مؤثر بودن حضور بافل بر راندمان حرارتی می‌باشد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش ارتفاع بافل، عدد رینولدز و کاهش کسر حجمی، شاخص ارزیابی عملکرد افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش ارتفاع بافل، اندازه طول اتصال مجدد (Xr) کاهش می‌یابد. در تمامی شرایط، مقدار افزایش عدد ناسلت متوسط و شاخص ارزیابی عملکرد، برای عرض بافل wb=2H نسبت به سایر مقادیر عرض بافل، به ترتیب حدود %6/7 و 15% می‌باشد. نتایج نشان می‎دهد که حضور 2 بافل بهتر از تعداد دیگر بافل‌ها است. به منظور جمع‌بندی، یک رابطه برازش برای Num/Num0 همچون تابعی از عدد رینولدز (Re)، کسر حجمی نانو ذرات (φ)، تعداد بافل (N)، ارتفاع بافل (hb) و عرض بافل (wb) با خطای متوسط %88/2 ارائه شده است.