بررسي افزايش نرخ انتقال حرارت سمت پوسته در مبدل حرارتي پوسته و لوله حاوي نانوسيال آب/ آلومينا با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

در پژوهش حاضر به شبيه‌سازي سه‌بعدي يك مبدل‌حرارتي پوسته و لوله تحت جريان آشفته با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي پرداخته شده است. سيال سمت پوسته ابتدا آب خالص و در مرحله بعد نانوسيال آب/ آلومينا در نظر گرفته شد. سپس عملكرد مبدل حرارتي، در دو حالت با يكديگر مقايسه گرديد. در هر مبدل حدودا 1100000سلول وجود دارد. براي شبيه‌سازي رفتار حرارتي و ريولوژيكي نانوسيال مذكور از زبان برنامه نويسي C در سربرگ تابع تعريف كاربر استفاده شد. نتايج به‌دست آمده نشان مي‌دهند كه استفاده از نانوسيال مطابق انتظار، باعث افزايش نرخ انتقال حرارت به ميزان 9% و كاهش سرعت در سمت پوسته، در مقايسه با سيال پايه آب خالص مي‌شوند. همچنين يك مدل تيوري و دو مدل تجربي براي تخمين ويسكوزيته نانوسيال با يكديگر مقايسه گرديدند. نتايج نشان دادند در غلظت هاي پايين نانوذرات، سه مدل بر يكديگر منطبق هستند.

In the present study a three-dimensional simulation of shell and tube heat exchanger has been studied under turbulent conditions using computational fluid dynamics. Initially the shell side fluid was pure water and in the next step?Al?_2 O_3/Waternanofluids was considered. Then, performance of the heat exchanger, was compared in two states. There are about1100000 cells at each heat exchanger. To simulate the thermal and rheological behavior of nano fluids, the C programming language was used in a user defined function tab. The results show that theuse of nano fluids increases heat transfer rate about 9% and reduces the velocity in the shell side compared with the pure water base fluid. A theoretical model and two experimental models to estimate the viscosity of nano fluids were compared with each other. The results showed tha tin low concentrations of nanoparticles, the models are compatible with each other.