شبيه سازي عددي جريان و انتقال حرارت نانوسيال در لوله داراي نوار مارپيچ

Numerical Simulation of Nano-Fluid Flow and Heat Transfer in a Tube with Spiral Tape

براي افزايش انتقال حرارت سيستم از نانوسيال به جاي سيال پايه آب استفاده مي شود. در اين مطالعه علاوه بر استفاده از نانوسيال، از نوار مارپيچ نيز استفاده شده است. نسبت گام به قطر نوار، نسبت پيچش تعريف مي شود. نسبت پيچش 04/3 و غلظت حجمي هاي 025/0، 05/0، 075/0 و 1/0 درصد در نظر گرفته شده است. شبيه سازي انتقال حرارت جريان نانوسيال آب-اكسيد آلومينيوم در لوله داراي نوار مارپيچ با كنده هايي به شكل هندسي مثلث متساوي الاضلاع، مثلث قائم الزاويه و مربع به صورت عددي با نرم افزار تجاري انسيس فلوئنت صورت گرفته است. سپس براي بررسي اهميت شكل كنده روي نوارمارپيچ، نتايج حاصل از اين شبيه سازي عددي با نتايج استخراج شده از مطالعه تجربي كورانا و سبودي مقايسه شده است. طبق پژوهش كورانا و همكارش، ميزان انتقال حرارت نانوسيال آب-اكسيد آلومينيوم در حالتي كه نوار مارپيچ ساده باشد، كمتر و بهبود انتقال حرارت جريان درون لوله با استفاده از نوار مارپيچ داراي كنده زيگزاكي در بالاترين رينولدز و غلظت حجمي تعريف شده در اين پژوهش، حدود 32% است. جهت نوآوري، بررسي انتقال حرارت و عملكرد نانوسيال آب-اكسيد آلومينيوم شكل كنده هاي روي نوار مارپيچ تغيير داده است. از كنده به شكل هندسي مربع، مثلث متساوي الاضلاع و مثلث قائم الزاويه استفاده شده است و پس از انجام شبيه سازي، مقدار انتقال حرارت جريان به هنگام درج كنده مربعي بيشتر از كنده مثلثي است. پس از انجام مقايسه بين نوارهاي مارپيچ با كنده هاي متفاوت، كنده زيگزاگي بيشترين تاثير در دفع گرما دارد.