حل عددی و بررسی تاثیرات توابع توزیع نانوذرات بر انتقال گرمای همرفتی اجباری درون یک مجرا

Abstract

بررسی انتقال گرمای همرفتی نانوسیال با توابع توزیع متفاوت درون یک مجرا، موضوع بحث این مقاله می­باشد. عناصر تفرق و یا نانوذرات در داخل مجرا را می‌توان علاوه بر توزیع یکنواخت، با توابع توزیع متفاوتی از جمله توزیع سهموی یا توزیع نمایی پخش کرد. در اینجا تزریق نانوذرات با توزیع­های مختلف درون جریان سیال جهت دستیابی به بیشترین میزان انتقال گرما با یکدیگر مقایسه شده­اند. با توجه به کاربردهای زیادی که کانال صفحات موازی و همچنین لوله، به عنوان مجرای عبور سیال، در صنعت، دارند، لذا نتایج عددی برای این دو هندسه، ارائه و مقایسه می­گردند. جهت انجام مقایسه کامل و مفید، تعداد عناصر تفرق یکسانی برای هر یک از توزیع ها درنظر گرفته می­شود. اعتبارسنجی نتایج توسط راه حل تحلیلی برای یک وضعیت ساده از مسئله انجام شده است. حضور نانوذرات با توزیع سهموی و افزایش شاخص اندازه ذرات، عدد ناسلت و ویژگی­های انتقال گرما را به شکل پیوسته کاهش می­دهد. برای توزیع نمایی، افزایش شاخص اندازه ذرات منجر به یک رفتار صعودی-نزولی برای عدد ناسلت می­شود. بنابراین در این توزیع، اندازه بهینه­ای برای عناصر تفرق به دست می­آید.