بررسي عددي مبدل حرارتي دو لوله اي با نانو سيال داخل لوله شياردار مارپيچي در حضور ميدان مغناطيسي

در پژوهش پيش رو نوع خاصي از مبدل هاي حرارتي دو لوله اي هم مركز مورد تحليل واقع شده كه لوله  داخلي مبدل بصورت شياردار در نظر گرفته شده است. از جريان آشفته نانو سيال آب-اكسيد آلومينيوم در هر دو سمت مبدل استفاده شده و ميدان مغناطيسي با شدت ثابت براي تقويت اثر استفاده از نانوسيال به كار رفته است. اثر استفاده از اين سيستم و نيز به كارگيري نانو سيال و ميدان مغناطيسي بر‌روي ضريب انتقال حرارت كل و نيز افت فشار كل مبدل بررسي شده است. نتايج مطالعات در اين زمينه نشان مي دهد كه استفاده از نانو سيال باعث افزايش انتقال حرارت رخ داده در مبدل و نيز افت فشار كل ميگردد. در حالي كه مناسب ترين مقدار درصد حجمي نانو سيال براي بهترين نسبت انتقال حرارت به افت فشار نيز 15 درصد گزارش شده است. نتايج عددي اين مقاله نيز نشان داده است كه بهترين شرايط بهينه از لحاظ افزايش انتقال حرارت و افت فشار (با توجه به معيار ارزيابي عملكرد PEC) در ۱۵٪ حجمي نانوسيال مي باشد. اعمال ميدان مغناطيسي بر جريان نانو سيال در مبدل نيز به افزايش انتقال حرارت در مبدل كمك مي كند در حالي كه افت فشار كل را نيز افزايش مي دهد. ميزان سرعت جريان در ضريب انتقال حرارت جابجايي مبدل حرارتي و نيز ميزان افت فشار كل در آن تأثير مشهودي دارد. شبيه سازي مبدل حرارتي در مقادير مختلف عدد رينولدز جريان آشفته نشان مي دهد كه افزايش عدد رينولدز تأثير مستقيم بر روي انتقال حرارت جابجايي و افت فشار كل دارد. نتايج نشان مي دهد كه در شدت ميدان مغناطيسي با عدد هارتمن40 بهترين نسبت انتقال حرارت به افت فشار مبدل رخ مي دهد. بهترين عدد PEC در عدد هارتمن 40 و به مقدار 05/1 مي ‌باشد. در حاليكه با افزايش بيشتر عدد هارتمن به 60 و 80 مقدار عدد PEC افت پيدا مي كند و در عدد هارتمن 80 به 99/0 كاهش يابد كه عملاً استفاده از نانوسيال در حضور ميدان مغناطيسي را بي تأثير مي كند. ميزان سرعت جريان در ضريب انتقال حرارت جابجايي مبدل حرارتي و نيز ميزان افت فشار كل در آن تأثير مشهودي دارد. مقدار عدد PEC در افزايش عدد رينولدز از 6000 به 10000، از 01/1 به 09/1 افزايش مي يابد. با اين حال به نظر مي رسد با افزايش نسبتًا كم عدد PEC و زياد شدن هزينه ها در افزايش عدد رينولدز استفاده از مقادير كمتر عدد رينولدز انتخاب بهينه تري باشد.