ارزیابی جریان جابجایی طبیعی حول استوانه داغ قرارگرفته در محفظه مربعی پر شده از نانوسیال با تغییر در شعاع و موقعیت استوانه

Abstract

در این مطالعه تاثیر تغییرات پارامترهای مختلفی مانند موقعیت قرارگیری مانع داغ، شعاع مانع داغ دایره‌ای بر روی میدان جریان، میدان دما و میزان انتقال حرارت در محفظه با مانع داغ استوانه‌ای شکل مورد بررسی قرار گرفته است. به‌منظور بررسی وضعیت‌های مختلف، شعاع مانع داغ دایره‌ای از 2/0 تا 3/0 طول ضلع، عدد رایلی بین 103 تا 107 و نانوسیال آب-مس (با قطر ذرات 40 نانومتر) با کسر حجمی از صفر تا 8 درصد مورد مطالعه قرار گرفته است. نحوه اثر‌گذاری هر یک از پارامترهای فوق و شدت و ضعف آن‌ها در کنترل میزان انتقال حرارت، به‌منظور ایجاد یک مکانیزم کنترلی بر روی میزان گرمایش و یا سرمایش در محفظه مربعی به‌همراه مانع داغ، هدف اصلی این تحقیق می‌باشد. نتایج این بررسی نشان می‌دهد در موقعیت‌هایی که مانع داغ دایره‌ای به دیواره پایینی نزدیک می‌شود، خطوط جریان و دما نسبت به سایر موقعیت‌ها، دچار تغییرات محسوس‌تری می‌گردد. از سوی دیگر با افزایش میزان کسر حجمی نانو ذرات، عدد ناسلت و به تبع آن انتقال حرارت افزایش یافته که این افزایش، تاثیر نانوذرات تعلیقی در آب را در بهبود انتقال حرارت محسوس‌تر می‌نماید. با افزایش کسر حجمی، نانوذرات مس در زمینه انتقال حرارت، عملکردی بسیار مطلوب‌تر از سیال پایه از خود نشان داده‌اند. همچنین بیشینه تغییرات عدد بدون بعد ناسلت نانو‌سیال در رایلی 103 و برای شعاع 3/0 طول ضلع به میزان 15/79 درصد افزایش نسبت به مانع به اندازه 15/0 طول ضلع نشان می‌دهد‌.