بررسي انتقال حرارت نانوسيال در كانال با مقطع مثلثي با دو وجه شارثابت و يك وجه دماثابت

Forced Convective Heat Transfer of Laminar Flow by Nano fluid in a Equilateral Triangular Duct with One Constant Temperature Side and Two Constant Heat Flux Sides

مساله بررسي عددي انتقال حرارت در كانال با مقطع مثلث متساوي الاضلاع با قطر هيدروليكي 8 ميليمتر، طول 1 متر با استفاده از نانوسيال آب-اكسيدمس، در 2 قطر 20 و80 نانومتري و كسرحجمي 1، 2 و 4 درصد، ابتدا در حالت شار ثابت در هر 3 وجه كانال و سپس حالت شارثابت بر روي 2 وجه و دماي ثابت بر روي وجه كف(صفحه داغ) مي باشد. نانوسيال بصورت تكفازي در نظر گرفته مي شود. در تكنولوژي نانو، اولين اثر كاهش اندازه ذرات، افزايش سطح است. افزايش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث مي شود كه اتم هاي واقع در سطح، اثر بسيار بيشتري نسبت به اتم هاي درون حجم ذرات، بر خواص فيزيكي ذرات داشته باشند. همچنين تركيب نانوذرات با سيال، بواسطه حركت براوني نانوذرات و اثر خوشه اي آنها، موجب افزايش ضريب هدايت گرمايي و ضريب انتقال حرارت جابجايي سيال مي شود. از آنجا كه در بحث انتقال حرارت، افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي به تنهايي كافي نبوده و عدد ناسلت نيز بايد بررسي شود. در اين پايان نامه سعي كرديم هر دو پارامتر را در كنار هم بررسي كنيم. رژيم جريان آرام در نظر گرفته شده است. ضريب انتقال حرارت جابجايي و عدد ناسلت، تاثير قطر نانوذرات بر ميزان انتقال حرارت، تاثير كسرحجمي نانوذرات بر ماكزيمم سرعت در مقطع عرضي بررسي شده است

This paper is a Numerical solution method. Distilled water and Cuo-water Nanofluid with a volume fraction of 1%, 2% and 4% was used. The Flow Regime is laminar with Reynolds Number of 100 and steady state. Nanoparticle size is d=20nm and d=80nm. The cross section of the channel is equilateral triangular with hydraulic diameter of 8 millimeters and the length of the channel is 1000 millimeter. The problem is solved for two cases, the first one is constant heat flux for all three sides and the second one is constant heat flux for two sides and constant temperature for the other side (Hotplate). Convection heat transfer coefficient, Nusselt number, pressure loss through the channel, velocity distribution in the cross section and temperature distribution on walls are investigated for all cases. The fluid flow is for one phase. It was seen that using nano-fluid increases the heat transfer coefficient. It also increases pressure loss through the channel in the fully developed section. Decreasing nanoparticle size doesn’t improve the heat transfer. Results show a good agreement between the numerical and experimental results