شبیه سازی عددی انتقال حرارت جابه جایی در جریان مغشوش غیرنیوتنی نانوسیال در یک لوله افقی مدور

Abstract

در این مقاله، انتقال حرارت جابه جایی در جریان مغشوش یک نانوسیال غیرنیوتنی درون لوله ای افقی و مدور با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و حل عددی معادلات بقای جرم، بقای ممنتوم و بقای انرژی بررسی می شوند. برای این منظور از نانوسیالی غیرنیوتنی متشکل از سیال غیرنیوتنی محلول نیم درصد وزنی کربوکسی متیل سلولز (CMC) در آب و نانوذرات Al2O3 استفاده شده است. در این تحقیق اندازه متوسط نانوذرات در محلول 25 نانومتر بوده و تحلیل برای دو کسر حجمی مختلف 5/0 و 5/1 درصد انجام شده است. اثر استفاده از نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت جابه جایی موضعی نانوسیال غیرنیوتنی در جریان مغشوش و در رینولدزهای متفاوت بررسی شده است. همچنین تأثیر کسر حجمی های مختلف نانوذرات بر این ضریب و عد ناسلت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که میزان ضریب انتقال حرارت جابه جایی موضعی و ناسلت موضعی در نانوسیال غیرنیوتنی بیش از سیال غیرنیوتنی پایه است. همچنین این ضریب با افزایش غلظت نانوذرات و عدد رینولدز افزایش می یابد. تطابق خوبی بین این نتایج و نتایج تحقیقات آزمایشگاهی مشاهده شد.