آناليز عددي انتقال حرارت و جريان سيال درون يك لوله حاوي محيط متخلخل و استفاده از نانوسيال

امروزه بحث افزايش راندمان و بهبود مصرف انرژي در صنايع بيش از پيش مورد توجه محققان قرار گرفته است. به همين دليل در اين پژوهش يه آناليز عددي انتقال حرارت و جريان سيال درون يك لوله حاوي محيط متخلخل و استفاده از نانوسيال پرداخته شد. استفاده همزمان از ساختار متخلخل و نانوسيال به‌عنوان سيال از نوآوري‌هاي اين پژوهش محسوب مي‌شود كه باعث افزايش چشم‌گير انتقال حرارت در لوله مي‌شود. مدلسازي به صورت دو بعدي و با فرض جريان آرام، به‌صورت دما ثابت و با حضور نانوسيال آب-نقره جهت بهبود انتقال حرارت انجام شد. هدف اصلي اين پژوهش رسيدن به حداقل ضريب اصطكاك و حداكثر عدد ناسلت به‌طور همزمان به‌عنوان دو هدف متضاد براي كاهش مقاومت جريان در لوله و افزايش انتقال حرارت در نظر گرفته شد. پروفيل هاي سرعت؛ فشار و دماي لوله ي دو بعدي در كسر حجمي، ضريب تخلخل و اعداد دارسي متفاوتي به دست آمد. سپس به بررسي عدد ناسلت و ضريب اصطكاك پرداخته شد. نتايج اين بررسي نشان داد كه با كاهش عدد دارسي، مقدار عدد ناسلت افزايش مي يابد. همچنين مقدار ضريب اصطكاك نيز حدودي افزايش داشته است. علت افزايش انتقال حرارت را مي توان مربوط به افزايش اندركنش بين نانوسيال و ماده متخلخل دانست. در واقع اعداد دارسي بزرگ تر داراي ميزان بازيابي انرژي كمتري در مقايسه با هدر رفت انرژي هستند. علت ديگر افزايش عدد ناسلت را مي توان كاهش دما نيز دانست. علت افزايش ضريب اصطكاك را نيز مي توان مربوط به افزايش سرعت، فشار و عدد رينولدز در طول لوله دانست.