مطالعه انتقال حرارت جابجای اجباری همراه با جریان لغزشی در میکروکانال مستقیم با سطح مقطع دایروی

Abstract

در تحقیق حاضر میدان جریان و انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری سیالات نیوتنی در میکروکانالهای لوله‌ای شکل بصورت تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان بصورت لغزشی دوبعدی متقارن محوری پایدار تراکم ناپذیر و آرام در نظر گرفته شده و از مدل جمع آثار برای تحلیل رفتار سیال استفاده شده است. شرایط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت در دیواره در نظر گرفته می‌شود و تمامی خواص فیزیکی ثابت می‌باشند. توزیع سرعت و دما در ورودی میکرو‌ کانال یکنواخت می‌باشد. معادلات حاکم شامل معادله پیوستگی ممنتوم و انرژی با استفاده از متغیرهای خاص بدون بعد شده‌اند. مجموعه معادلات دیفرانسیل حاکم در کنار هم با توجه به شرایط مرزی حل شده‌اند و عبارتهای صریحی برای توضیع سرعت، دما و عدد ناسلت به دست آمده است. توزیع سرعت محوری، دمای حجمی بدون بعد عدد ناسلت موضعی و دمای دیواره بدون بعد برای شرط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت برای محدوده وسیعی از عدد نادسن و عدد پرانتل و ضریب لغزش بدست آمده‌اند. نتایج نشان می دهد که عدد ناسلت با افزایش عدد پرانتل افزایش می‌یابد و با در نظر گرفتن لغزش در دیواره کاهش این مقادیر مشاهده می‌گردد. افزیش عدد نادسن و عدد پرانتل و ضریب لغزش در شرایط مرزی حرارتی موجب کاهش عدد ناسلت گشته در حالی که افزایش ضریب تطابق ضریب انتقال حرارت را کاهش می‌دهد.