مدلسازي CFD انتقال حرارت جابجايي طبيعي نانو سيالات اكسيد فلزي در كويتي مربعي

در این مقالة مدلسازی CFD تتقال حرارت ہند روش جابه جایی طبیعی توسط تاتو سیالات اكسید فلزی بر پایه آب در یك كویتی مربعی مورد بررسی قرار گرفت. معادلات پیوستگی، انرژی و معادله مومنتوم حاكم بر جریان با شرایط مرزی مناسب توسط روش عددی حجم محدود حل شده اند. اثر تغییرات دما ہر خواص فیزیكی مانند هدایت حرارتی ویسكوزیته مورد مطالعه قرار گرفت. اثر نانو ذرات متفاوتی مانند SiO2 ،CuO Al2O3 و ZnO در اندازه های ۲۰ الی ۶۰ نانومتر مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج حاصل با نتایج تجربی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. همچنین اعداد بی بعد گراشف، ناسلت و ریلی به ازای كسرهای حجمی متفاوت بدست آمد. نتایج تشان داد كه، با افزایش كسرهای حجمی از ۰/۵ تا ۳ درصد ضریب انتقال حرارت جابه جایی و عدد ناسلت افزایش مییابد. ضریب انتقال حرارت تسبت به سیال پایه افزایشی در حدود ۲۰ درصد نشان داد. همچنین نتایج نشان داد كه با افزایش قطر به ازای یك كسر حجمی معین عدد ناسلت افزایش یافت.

In this work, the CFD modeling of laminar convective heat transfer of water-based metal oxide nano-fluids in a square cavity were investigated. The continuity, momentum and energy equation governing the proper boundary conditions were solved with finite volume numerical method. Physical properties such as thermal conductivity and viscosity changes due to temperature were studied. The effects of different nanoparticles such as Al2O3, CuO, SiO2 and ZnO in the range of 20 to 60 nm were studied and the results were compared with experimental results. Thus dimensionless numbers of Grashof (Gr), Nusselt (Nu) and Rayleigh (Ra) for different volume fraction were investigated. The results show that, by increasing the concentration from 0.5 to 3 volume percent the heat transfer coefficient and Nusselt number increases mobility. Heat transfer enhancement of nano-fluids showed an increase of about 20 percent. So the results showed that by increasing the diameter for a given volume fraction increased Nusselt number. In addition, the particles diameter can affect the viscosity of nano-fluids. But according to the results, changing the diameter had little impact on the rate of heat transfer.