اثرات تابش گرمايي بر جريان همرفت اجباري نانو سيال آب-اكسيد مس در يك محفظه ذوزنقه‌اي شكل در حضور حركت براوني

Influences of Thermal Radiation on Forced Convection Flow of Water-Copper Oxide Nanofluid in a Trapezoidal Enclosure in the Presence of Brownian Motion

در پژوهش حاضر، اثرات تابش گرمايي بر جريان همرفت اجباري نانو سيال در يك محفظه ذوزنقه ­اي شكل مورد بررسي قرار مي­گيرد. اين محفظه داراي دو ديوار جانبي شيب دار و دو مجراي ورودي و خروجي مستقل است. براي مدل سازي ديوارهاي شيبدار اين محفظه، روش بسيار دقيق و كارآمد انسداد بهبود يافته بكار گرفته مي­ شود. معادله انرژي در اين مطالعه، شامل هر سه مكانيزم انتقال گرماي رسانشي، همرفتي و تابشي است. براي محاسبه اثرات مكانيزم انتقال گرماي تابشي در اين معادله، از تقريب روزلند استفاده مي ­شود. نانو سيال مورد مطالعه در اين تحقيق، نانو سيال آب-اكسيد مس بوده كه براي محاسبه خواص ترمو فيزيكي آن، اثرات حركت براوني نيز در نظر گرفته شده است. اثرات متقابل پارامتر تابش و درصد حجمي نانو ذرات اكسيد مس بر رفتارهاي گرمايي جريان سيال با رسم نمودارهاي دماي بي بعد در محفظه و توزيع­ عددهاي ناسلت همرفتي، تابشي و كل روي ديوار پاييني آن، مورد بررسي قرار مي­ گيرند. از نتايج اين پژوهش به­خوبي مشخص است كه بيشترين مقدار آهنگ انتقال گرماي كل روي ديوار پاييني محفظه مورد مطالعه، مربوط به حالت و است.

In the present research, the effects of thermal radiation on forced convection flow of nanofluid in a trapezoidal enclosure are investigated. This enclosure has two inclined side walls and two independent inlet and outlet ducts. For modeling the inclined walls of this enclosure, the modified blocked- off method is employed. Energy equation in this study involves all three conductive, convective and radiative heat transfer mechanisms. To calculate the impacts of radiative heat transfer mechanism in this equation, the Rosseland approximation is utilized. The nanofluid studied in this research is water-copper oxide nanofluid, which to calculate its thermo-physical properties, the effects of Brownian motion have also been considered. Interacting influences of radiative parameter and concentrations of copper oxide nanoparticles on thermal behaviors of fluid flow are investigated by plotting the dimensionless temperature profiles in the enclosure and the distributions of convective, radiative and total Nusselt numbers on its bottom wall. It is clear from the results of this research that the highest value of the total heat transfer rate on the enclosure bottom wall is related to the case of 􀀁􀀂 = 1 and 􀀅 = 0.06.