بررسي CFD انتقال حرارت جابجايي اجباري نانوسيالات در يك كانال حاوي ذرات كروي شكل

CFD Investigation on Nanofluids Convective Heat Transfer in a Duct Containing Spherical Surfaces

در اين پژوهش انتقال حرارت نانوسيالات از سطح كروي به كمك ديناميك سيالات محاسباتي مورد بررسي قرار گرفته است.در شبيه سازي ها از مدل هاي مختلف جريان جهت دست يابي به نتايج بهينه استفاده شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي با نتايج حاصل از روابط نيمه تجربي معتبر مورد مقايسه قرار گرفت و در نهايت مدل rng k-epsilon جهت شبيه سازي برگزيده شد. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از نانوسيالات موجب بهبود انتقال حرارت در كانال پرشده مي شود.با5 برابر شدن غلظت نانوذرات انتقال حرارت 2.6 برابر بهبود مي يابد. در جريان هاي با رينولدز كم (11.2 re=) استفادهازنانوسيالات حاوي نانوذرات نقره حداكثر 2.8 برابر موجب بهبود انتقال حرارت نسبت به نانوسيالات حاوي نانوذرات اكسيد آلومينيوم مي شود. با افزايش رينولدز از ميزان تاثير نانوسيالات بر ميزان انتقال حرارت كاسته مي شود به طوريكه در 11190= re اثر هر سه نوع نانوذرات نقره، اكسيد آلومينيوم و مس بر درصد بهبودي يكسان است.

In this paper, heat transfer rate from these surfaces were studied by computational fluid dynamics. The effect of nanoparticles concentrations and kinds on the rate of heat transfer were investigated numerically. Different models were used in order to access optimum results in simulations. The results of these simulations were compared with the well-known empirical relationships and showed a good adaptation.Finally, the RNG k-&epsilon model was chosen to simulate the heat transfer from spherical surface in the turbulent regimes. The results showed that with 5 times increasing in nanoparticles concentration, heat transfer rate increased 2.6 times. At low Reynolds number (Re=11.2), the enhancement of heat transfer rate in Ag nanofluids was 2.8 fold greater than that in Al2O3 nanofluids.Nanoparticles effects were negligible at high Reynolds number so that at Re=11190 heat transfer at three different kinds of nanofluids, which were contained Ag, Al2O3 and Cu nanoparticles,was equal.