بررسي عددي تاثير نسبت منظر محفظه مستطيلي و نوع نانوذرات بر انتقال حرارت جابجايي طبيعي نانوسيال

در این مطالعه به بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال نیوتنی با توجه به اثر تغییر ارتفاع نسبت به پهناي محفظه (نسبت منظر) و نیز نوع نانوذرات پرداخته می شود و با فرض تك فاز و غیرقابل تراكم بودن نانوسیال بر پایه سیال آب شامل نانوذرات آلومینا Al2O3 و اكسید گرافن، با غلظت هاي 0-0.4 حجمی مساله تحت جریان آرام مدل می شود. فرمول ها و معادلات حاكم به صورت عددي به روش حجم محدود حل میشوند و نتایج براي توزیع دما و سرعت و عدد ناسلت متوسط با استفاده از نرم افزار دینامیك سیالات محاسباتی پیشرفته فلوئنت در محدوده اعداد رایلی 10 به توان 5 تا 10 به توان 8 در محفظه با ابعاد مشخص به صورت دو بعدي ارائه شد كه داراي دو دیوار عمودي با دماهاي گرم و سرد با اختلافدمایمشخص بوده و دو دیوار افقی آن عایق می باشد. به طور كلی با توجه به مدل هاي استفاده شده براي ویسكوزیته و ضریب هدایت حرارتی نانوسیال، پیش بینی می شود كه نانوسیال اكسید گرافن در مقایسه با آلومینا به دلیل هدایت حرارتی بسیار بالا به ویژه براي غلظت هاي بالاتر از 0.1 با افت عدد ناسلت مواجه میشود اما به دلیل چگالی كمتر آن این كاهش عدد ناسلت بسیار كم است. همچنین مشخص شد كه در محفظه هاي با نسبت منظر بیشتربه ویژه براي غلظت كمتر نانوسیال، انتقال حرارت جابجایی طبیعی افزایش قابل توجهی می یابد.

In this study, natural convection heat transfer of Newtoniannanofluid with due attention to effects of enclosure aspect ratio andkind (Material) of nanoparticles. It is supposed that the nanofluids are applied as incompressible fluid and single phase base on water (as basefluid) include Alumina (Al2O3) and Graphene oxide, with volume fraction 0% - 4%, under laminar flow. Governing equations were solved numerically by finite volume method (Fluent). Rayleigh number is in the range of 105-108 in 2D enclosures with specific aspect ratios and temperature difference (Δ ). Generally, in present work with due attention to the used models for the viscosity and thermal conduction coefficientof nanofluids , pure water is found to have slightly greater average Nusselt number than Al2O3/water and GO nanofluids. It seems Nusselt number for GO-water nanofluid, will be decreased due to more thermal conduction than Alumina, especially for volume fraction more than 0.1%, but this subsidence because of lower density is very low. Also, it is specified Nusselt number will be increased in an enclosure with more aspect ratio especially for lower volume fraction.