بررسی افزایش نرخ انتقال حرارت سمت پوسته در مبدل حرارتی پوسته و لوله حاوی نانوسیال آب/ آلومینا با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

Abstract

در پژوهش حاضر به شبیه‌سازی سه‌بعدی یک مبدل‌حرارتی پوسته و لوله تحت جریان آشفته با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. سیال سمت پوسته ابتدا آب خالص و در مرحله بعد نانوسیال آب/ آلومینا در نظر گرفته شد. سپس عملکرد مبدل حرارتی، در دو حالت با یکدیگر مقایسه گردید. در هر مبدل حدودا 1100000 سلول وجود دارد. برای شبیه‌سازی رفتار حرارتی و رئولوژیکی نانوسیال مذکور از زبان برنامه نویسی C در سربرگ تابع تعریف کاربر استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که استفاده از نانوسیال مطابق انتظار، باعث افزایش نرخ انتقال حرارت به میزان 9% وکاهش سرعت در سمت پوسته، در مقایسه با سیال پایه آب خالص می‌شوند همچنین یک مدل تئوری و دو مدل تجربی برای تخمین ویسکوزیته نانوسیال با یکدیگر مقایسه گردیدند. نتایج نشان دادند در غلظت های پایین نانوذرات، سه مدل بر یکدیگر منطبق هستند.