مقايسه مدل‌هاي همگن و بونجورنو با مدل اويلري-لاگرانژي در انتقال حرارت نانوسيالات در يك ميكروكانال

در اين مقاله انتقال حرارت نانوسيالات در يك ميكروكانال با استفاده از مدل يكفازي به روش همگن و مدل دوفازي به روش بونجورنو به‌صورت عددي حل و با نتايج مدل اويلري-لاگرانژي به عنوان يك روش دقيق، مقايسه شده است. سيال پايه آب و نانوذرات از دو جنس اكسيد آلومينيوم و مس هستند. غلظت حجمي نانوذرات تا 2% و قطر آن‌ها 100 نانومتر و براي پرهيز از افت فشار زياد در ميكروكانال، رژيم جريان آرام و محدوده عدد رينولدز از 250 تا 1000 است. معادلات حاكم شامل پيوستگي، ممنتوم و انرژي به روش حجم كنترل حل شده‌اند. براي حل معادلات ممنتوم از روش سيمپل استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه حداكثر اختلاف نتايج مدل يك‌فازي همگن با نتايج مدل دوفازي اويلري-لاگرانژي براي نانوسيال آب-اكسد آلومينيوم در رينولدز 1000 و غلظت 2% اتفاق مي‌افتد و برابر با 7/33 درصد و براي نانوسيال آب-مس در رينولدز 250 و غلظت 1% اتفاق مي‌افتد و 6/6 درصد است. همچنين حداكثر اختلاف نتايج مدل بونجورنو با نتايج مدل اويلري-لاگرانژي براي نانوسيال آب-اكسيد آلومينيوم در رينولدز 250 و غلظت 2% اتفاق مي‌افتد و برابر با 3 درصد و براي نانوسيال آب-مس در رينولدز 1000 و غلظت 2% اتفاق مي‌افتد و 2/09 درصد است. به اين ترتيب با مدل بونجورنو مي‌توان با حداكثر 3% خطا به نتايج روش دقيق اويلري-لاگرانژي دست يافت بدون آنكه به برنامه‌نويسي به روش پردازش موازي و امكاناتي مانند ابركامپيوتر نياز باشد.