اثر مدل توربولانس بر شبیه سازی عددی جریان آشفته نانوسیال در یک لوله افقی

Abstract

با توجه به کاربرد روز افزون استفاده از نانوسیال به عنوان سیال عامل خنک کننده و همچنین گسترش مدل سازیهای عددی به منظور کاهش زمان و هزینه طراحی، در این پژوهش، جریان مغشوش نانوسیال آب- اکسید سیلیسیم و آب- اکسید مس برای دو شرایط مختلف در یک لوله افقی تحت شار حرارتی ثابت به صورت عددی شبیه سازی شده است. برای مدلسازی جریان آشفته، چندین مدل توربولانس دو معادله ای و یک مدل تنش رینولدز موجود در نرم افزار فلوئنت با هدف بررسی عملکرد آنها مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین تخمین خواص ترموفیزیکی نانوسیال با استفاده از رویکرد تک فاز انجام گرفته است. برای آگاهی از مقادیر خطای حاصل از شش مدل توربولانس مورد استفاده، نتایج به دست آمده در مطالعه حاضر با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده اند تا بتوان در نهایت مدل توربولانسی که تطابق بهتری با داده های آزمایشگاهی در طیف وسیع تری از شرایط جریان دارد را مشخص کرد. به همین منظور بیش از 500 اجرا در اعداد رینولدز مختلف، کسر حجمی های مختلف برای دو عدد بدون بعد ناسلت و ضریب اصطکاک انجام شده است.