تحليل عددي سيستم خنك كاري لوله هاي تحت دماي بالا با استفاده از نانو سيال در جريان آشفته

numerical investigation on high temperature pipes cooling system utilizing nanofluids in a turbulent flow

سرد كردن يا گرم كردن در فرآيندهاي صنعتي مي‌تواند موجب كاهش مصرف انرژي، كاهش زمان فرآيند، افزايش نرخ انتقال حرارت و يا افزايش طول عمر وسيله يا قطعات گردد. در اين مقاله تحليل عددي انتقال حرارت در فضاي بين سيلندرهاي هم مركز كه در اين مورد سيلندر داخلي بصورت بيضي شكل مي‌باشد با استفاده از آب و نانوسيال‌ و در رژيم جريان آشفته مورد بررسي قرار گرفته است. معادلات سه بعدي پيوستگي، ناوير استوكس و انرژي با روش حجم محدود حل شده و از الگوريتم SIMPLE جهت بررسي اثر جريان آشفته بر روي خصوصيات انتقال حرارت استفاده شده است. اين تحقيق در برگيرنده اثر نانوذره AL2O3 با كسر حجمي % 4 و قطر nm 25 تحت شرايط مرزي شار حرارتي ثابت ميباشد كه در آن آب به عنوان سيال پايه استفاده شده است. عدد رينولدز در اين جريان در محدوده قرار دارد. نتايج نشان ميدهند با تغيير سيال از آب خالص به نانو سيال ضريب انتقال حرارت افزايش پيدا كرده و همچنين با افزايش عدد رينولدز نيز عدد ناسلت افزايش پيدا كرده است.

Cooling or heating in industrial processes,can reduce energy consumption, reduce process time, increase the heat transfer rate or extend the life of the vehicle or parts. In this paper numerical analysis of heat transfer in the space between the concentric cylinders which in this case is oval internal cylinder Using water and nanofluids and turbulent flow regime is studied. Three-dimensional continuity equations, Navier-Stokes and energy with finite volume method and SIMPLE algorithm to determine the effect of turbulent flow on heat transfer characteristics have been used. This study included the effect of AL2O3 nano particle with volume fraction 4% and a diameter of 25 nm is under constant heat flux boundary condition Where water is used as a base fluid. Reynolds number is in the range of in the process. The results show that by changing the flow of water into the nano-fluid heat transfer coefficient has increased, as well as by increasing the Reynolds number and Nusselt number has increased.