حل عددي انتقال حرارت جابجايي طبيعي در محفظه مربعي شكل همراه با گوشه هاي اصلاح‌شده پرشده از نانو سيال آب اكسيد آلومينيوم

Numerical Solution of Natural Convective Heat Transfer of Al2O3/Water Nanofluids in a Square Cavity with Modified Circular Corners

در اين تحقيق به مدل‌سازي محفظه‌اي با سطح مقطع مربعي شكل همراه با كنج‌هاي دايروي پرشده از نانو سيال و بررسي تغييرات الگوي جريان و عملكرد انتقال حرارت جابجايي طبيعي درون آن پرداخته‌شده است. نانو سيال آب - اكسيد آلومينيوم درون اين محفظه، به‌عنوان سيال عامل در نظر گرفته‌شده است. ويسكوزيته ديناميكي و ضريب هدايت حرارتي بر طبق مدل‌هاي خواص متغير جديد وابسته به قطر نانو ذرات، غلظت آن‌ها و دما است. شرايط مرزي، محفظه شامل دو ديوارۀ افقي آدياباتيك و ديواره‌هاي عمودي هم‌دما است. براي حل عددي معادلات پيوستگي، اندازه حركت و انرژي از روش حجم محدود با سيستم شبكه با سازمان شده استفاده‌شده است. همچنين معادلات گسسته شده توسط روش‌هاي گسسته سازي‌هاي زماني و مكاني در زبان برنامه‌نويسي فرترن نوشته‌شده است. اثر تغيير پارامترهاي مانند نانو ذرات غيريكنواخت، اندازه قطر متوسط نانو ذرات، كسر حجمي نانو ذرات، در اعداد گراشف و پرانتل براي هندسه‌هاي مختلف موردبررسي قرارگرفته است. استفاده از نانو سيال باعث افزايش نرخ انتقال حرارت و عدد نوسلت شده به‌طوري‌كه در در عدد گراشف ، عدد نوسلت 25%، در عدد گراشف ، 26% و در عدد گراشف ، 28% افزايش مي‌يابد. علاوه براين با افزايش پارامتر مقدار كسر حجمي نانو ذرات و عدد نوسلت افزايش مي‌يابد.

In this paper, Natural convection heat transfer of Al2O3/Water nanofluid in a square enclosure has been studied numerically. To do so, corners of square enclosure were modified by rounding its edges. According to the new variable properties model, dynamic viscosity and thermal conductivity depend on the diameter of the particles, concentration and temperature. Therefore, the enclosure has been bounded by adiabatic top and bottom horizontal walls and isothermal side walls. The governing equations of continuity, momentum and energy have been developed for nanofluid. Finite Volume Method (FVM) with structured grids has been applied to solve these equations. The discrete equations have been written by the discrete method in time and space using FORTRAN codes. The Grashof and Prandtl numbers have been studied by changing the parameters such as non-uniform distribution of nanoparticles, average diameter and volume fraction of nanoparticles in the various geometries. The results indicated that nanofluid has significant positive effect on convective heat transfer coefficient and the Nusselt number. Also, the Nusselt number for increase , and for Grashof numbers of , and , respectively. Furthermore, by increasing R parameter and nano particle volume fraction, Nusselt number increased