تحليل عددي جريان آرام و انتقال حرارت نانوسيال در لوله مدور بادماي ثابت ديواره

تحليل عددي جريان آرام و انتقال حرارت نانوسيال در لوله مدور بادماي ثابت ديواره

در اين تحقيق، انتقال حرارت و جريان آرام نانوسيال در يك لوله مدور مستقيم به صورت عددي شبيه‌سازي شده است. نانوذره مورد استفاده اكسيد آلومينيوم (y-Al2O3) وسيال پايه آب مي‌باشد. با وجود اين كه نانوسيال يك مخلوط دوفازي است، ولي با فرض عدم لغزش بين سيال و نانوذرات و همچنين وجود تعادل حرارتي بين سيال و نانوذرات و با توجه به اين كه غلظت نانوذره پايين مي‌باشد، مي‌توان آن را به صورت تك فازي در نظر گرفت و همانند سيالات معمولي مورد بررسي قرار داد. نتايج به دست آمده نشان دهنده افزايش، چشمگير كه ضريب انتقال حرارت نانوسيال نسبت به سيال پايه خيلي زيادتر را نشان مي‌دهند. اين افزايش تابع غلظت نانوذره و عدد رينولدز مي‌باشد. افزون براين، نتايج نشان دهنده افزايش بسيار زياد تنش برشي ديواره نانوسيال نسبت به سيال پايه مي‌باشند كه اين هم با زياد شدن غلظت نانوذره افزايش مي يابد.

Heat transfer and flow of nanofluids in a right circular tube in laminar regime were simulated numerically. Aluminum oxide (y-Al2O3) was used as a nano-particle and Water as the base fluid. Although nanofluids are two- phase mixtures, since the nanofluids used for the purpose of heat transfer enhancement are usually dilute solid-liquid mixtures, under assumptions that there exists no motion slip between the discontinuous phase of the dispersed ultra fine particles and the continuous liquid and the local thermal equilibrium between the nanoparticles and the fluid, the nanofluids can be treated as the common pure fluids. Results show that heat transfer coefficients of nanofluids are significantly higher than those of base fluid. This is a function of nanoparticle concentration and Reynolds number. The results also show that wall shear stresses of nanofluids increase drastically as compared to the base fluid, and increase would higher for more concentrated nano fluids.