شبيه سازي انتقال حرارت نانوسيال بر روي دسته لوله بيضوي با تغييرات زاويه حمله مختلف

Simulation of nanofluid heat transfer on an elliptical tube bandle with different angle of attack changes

در اين مقاله به بررسي عددي جريان نانوسيال آب/اكسيدآلومينيم در غلظتهاي مختلف نانوذره جامد و در اعداد رينولدز متفاوت در يك مبدل حرارتي مي پردازيم. نتايج اين تحقيق نشان مي دهند كه افزايش سرعت جريان به واسطه افزايش عدد رينولدز، افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي را به همراه داشته كه اين عامل باعث توزيع دماي يكنواخت تر و كاهش گراديان دما مي شود. علاوه بر آن، تغييرات زاويه حمله باعث جابجا شدن جريان سيال در بين لوله ها ميگردد. افزودن نانو ذره جامد بسته به كسر حجمي آن، در يك عدد رينولدز ثابت منجر به تقويت مولفه هاي سرعت جريان و در نتيجه كاهش بيشتر گراديان دما ميشود. در ضمن در اعداد رينولدز بالاتر تغييرات چشمگيرتري را در راستاي كاهش آنتروپي با افزايش غلظت نانوذرات مشاهده ميشود. ميزان تغييرات عدد ناسلت در عدد رينولدز 5براي كليه دسته لوله ها با تغييرات كسر حجمي وزاويه حمله حدود بين ۵تا ۱۷ درصد ودر اعداد رينولدز ۴۰ اين تغييرات بين ۱۲تا۲۳ درصد ميباشد.ميزان افزايش ضريب اصطكاك ناشي از تغييرات زاويه حمله براي كليه ارايش ها در كسر حجمي مختلف تاثير پذيري كمتري از تغييرات زاويه حمله در مقايسه باكسر حجمي دارد.

In this article, we investigate numerically the flow of water/aluminum oxide nanofluid at different concentrations of solid nanoparticles and at different Reynolds numbers in a heat exchanger. The results of this research show that the increase in the flow speed due to the increase in the Reynolds number has resulted in an increase in the displacement heat transfer coefficient, which causes a more uniform temperature distribution and a decrease in the temperature gradient. In addition, changes in the angle of attack cause displacement of the fluid flow between the pipes. The addition of solid nanoparticles, depending on its volume fraction, at a constant Reynolds number, leads to the strengthening of the flow velocity components and, as a result, further reduction of the temperature gradient. At the same time, at higher Reynolds numbers, more significant changes can be observed in the direction of entropy reduction with increasing nanoparticle concentration. The amount of changes in Nusselt number in Reynolds number 5 for all categories of tubes with changes in volume fraction and angle of attack is between 5 and 17% and in Reynolds number 40 these changes are between 12 and 23%. Various has less impact of attack angle changes compared to volume boxer.