بررسی انتقال حرارت و جریان آرام نانوسیال از دیدگاه قانون دوم ترمودینامیک در یک مبدل حرارتی جریان مخالف

Abstract

در این مقاله با استفاده از حل عددی معادلات حاکم بر جریان سیال و انتقال حرارت آن، تأثیر افزودن کسر حجمی نانوذرات بر عملکرد یک مبدل حرارتی جریان مخالف از دیدگاه قانون دوم ترمودینامیک بررسی شده است. از مدل تکفاز برای مخلوط سیال پایه و نانوذرات استفاده شده است. برای محاسبه چگالی، ظرفیت گرمایی ویژهی نانوسیال، لزجت و ضریب رسانش از فرمول‌های تحلیلی و تجربی موجود استفاده شده است. برای حل عددی معادلات حاکم از روش حجم محدود (FVM) استفاده شده است. برای ارتباط بین میدان سرعت وفشار از الگوریتم سیمپل (SIMPLE) استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که با اضافه کردن نانوذرات در قسمت حلقوی مبدل، آنتروپی تولید شدهی کل به میزان بسیار اندکی افزایش مییابد که قابل چشم پوشی است. با افزایش کسر حجمی نانوذرات ضریب انتقال حرارت (U ) و انتقال حرارت کل(Q) میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد و همچنین نسبت بازگشت‌ناپذیری به گرمای مبادله شده (عدد آنتروپی (Ns)) کاهش خواهد یافت.