شبيه سازي عددي جريان نانوسيال در يك محفظه با يك ورودي و يك خروجي و منبع گرمايي

Numerical Simulation of a Nanofluid Flow in an Enclosure with One Inlet and One Outlet and Heat Source

در اين مقاله، جريان نانوسيال آب- اكسيد آلومينيم در يك محفظه مربعي شكل كه در آن يك نسبت به افق θ منبع گرمايي دما ثابت با زاويه قرار گرفته است، بررسي شده است. هيتر تيغهاي قرار گرفته در محفظه ميتواند مدل مناسبي از تراشههاي الكترونيكي باشد. دماي ديوارههاي كناري ثابت و برابر با 𝐓𝐇 و 𝐓𝐂 در نظر گرفته ميشود. همچنين دو ديوار بالايي و پاييني محفظه داراي شرط مرزي ادياباتيك ميباشند. جريان نانوسيال از وروديي كه در پايين سمت راست محفظه قرار گرفته وارد و از خروجي كه در بالا سمت راست آن قرار گرفته خارج ميشود. نانوسيال نيوتني و غيرقابل تراكم است. همچنين جريان آرام و در حالت دائم مي باشد. در ابتدا اثر زاويه منبع گرمايي بر جريان مورد بررسي قرار گرفته است. سپس اثر كسر حجمي نانوسيال بر جريان مورد ارزيابي قرار گرفته و در نهايت اثر تغييرات زاويه منبع گرمايي و كسر حجمي نانوسيال بر انتقال حرارت مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد با افزايش كسر حجمي نانوذرات، انتقال حرارت افزايش پيدا كرده و از طرف ديگر باعث افت فشار بيشتر در محفظه مي شود. همچنين، مقدار عدد ناسلت در زاويه 51 درجه منبع حرارتي بيشترين مقدار را داراست و انتقال حرارت بيشتري در اين زاويه صورت مي پذيرد.

The present study aims to investigate the flow of water-oxide aluminum nanofluid inside a square cavity which it sets with a steady temperature heat source at variable horizon angle. Heat source in a cavity could be a suitable example of electronic chips. Cavity‘s besides walls are kept at constant temperature of 𝑇𝐻 and 𝑇𝐶. Boundary condition of other walls of cavity is adiabatic. Nanofluid is incompressible and Newtonian. Also, the flow is laminar and steady. The influences of heat source angle and volume fraction on flow and heat transfer are studied. Based on the obtained results, by increasing volume fraction of nanoparticles, the rate of heat transfer increased. However it causes more drop pressure in cavity. The results also show that at 45 degree of heat source, Nusselt number has the highest amount in comparison of the other heat source angle