حل عددي انتقال گرمايي جريان طبيعي نانو سيال در كانالهاي با مقطع مستطيلي

Numerical Investigation of Natural Convective Heat Transfer of Nanofluids in a Rectangular Cavity

در اين تحقيق از روش عددي حجم محدود براي مطالعه دوبعدي همرفت آزاد و تراكم ناپذير جريان داخل محفظه اي با سطح مقطع مربعي شكل پر شده با نانو سيال آب، تحت ديواره گرم متفاوت استفاده شده است. به عنوان شرايط مرزي، محفظه شامل دو ديواره افقي آدياباتيك و ديواره هاي عمودي هم دما مي باشد. معادلات ناوير– استوكس و انرژي به صورت عددي حل شده اند. مساله براي تعيين نرخ انتقال گرما در اثر تغيير پارامترهاي مانند نانوذرات غير يكنواخت، اندازه قطر متوسط نانوذرات، كسر حجمي نانوذرات ، در اعداد گراشف، و پرانتل براي هندسه هاي مختلف حل شده است. در اين مقاله جهت گسسته كردن معادلات حاكم بر جريان از روش حجم محدود استفاده شده است به گونه اي كه معادلات حاصل جبري صريح بوده و به صورت شبه زماني ظاهر مي شوند كه با استفاده از روش رانگ كوتاي مرتبه چهار و با الگوي پيشرو زماني حل شده است. همچنين به جاي استفاده از الگوريتم هاي متداول، SIMPLE, SIMPLEM, SIMPLEC با استفاده از روش تراكم پذيري مصنوعي، معادله پيوستگي به معادلات ممنتوم كوپل شده است. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از نانو سيال باعث افزايش نرخ انتقال گرما و عدد ناسلت مي شود. علاوه براين با كاهش ميانگين قطر نانو ذرات، عدد ناسلت افزايش مي-يابد. با افزايش ، كسر حجمي نانو سيال و عدد ناسلت افزايش مي يابد.