شبیه سازی عددی دینامیک سیالات محاسباتی و انتقال حرارت ترکیبی نانوسیال در محفظه باز شبه دایروی

چکیده مقاله

تمرکز اصلی این پژوهش بر روی شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت اجباری و آرام نانوسیال آب/مس در داخل یک محفظه باز شبه دایروی با نواحی مختلف انتقال حرارت با زاویه 45 درجه است در این پژوهش تعیین موقعیت مناسب با افزایش انتقال حرارت بهینه در یک محفظه باز دایروی شکل است بدین منظور جریان اجباری نانوسیال برای اعداد رینولدز 10، 50 و 100 مورد بررسی قرار می گیرد از طرفی نواحی گرم قرار گرفته شده در بخش منحنی شکل محفظه باز برای هر یک از حالات تفکیک شده است نتایج این تحقیق نشان می دهند که به علت این که سرعت سیال پایین است بخش بیشتر جریان به واسطه همرفت طبیعی در ناحیه سطح گرم به علت اختلاف چگالی جابه جا می شود در این نواحی سطوح گرم باعث تقویت گردش جریان می شود جریان به واسطه افزایش ممنتوم بهبود یافته و گرادیان های دمایی یا توزیع یکنواخت تری در محفطه همراه است و ایجاد نواحی واقع در بخش های گرم محفظه کاهش یافته است در بین کانتورهای عددی بررسی نواحی W4 و W2 دارای بهترین توزیع حرارتی هستند جدایش جریان اثرات مهمی دارد تغییرات کسر حجمی نانو ذره جامد بر روی رفتار ضریب اصطکاک مهم می شود و حتی افزایش کسر حجمی نانو ذره جامد باعث کاهش ضریب اصطکاک در مقایسه با سیال آب خالص می شود این رفتار برای نواحی W2 و W3 آشکار است برای نواحی W1 و W4 به علت برخورد سیال با سرعت بالای تغییرات ضریب با کسر حجمی نانو ذره جامد ناچیز است با افزایش عدد رینولدز و غالب شدم ممنتوم سیال در مقایسه با نیروی لزجت رفتار فوق کاهش می یابد در مجموع بهترین انتقال حرارت با وجود نانو ذره بالاتر در کسر حجمی به ترتیب 6، 4، 2 و 0 درصد اتفاق می افتد که افزایش انتقال حرارت با وجود نانو ذرات جامد در مقایسه با سیال آب خالص برای حدود 8 تا 19 درصد کلیه اعداد رینولدز میسر خواهد بود

کلیدواژه‌ها

نویسندگان

سینا نورایی

کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد الیگودرز

حامد یوسف وند

دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

مسعود فتح الهی

کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد الیگودرز

نورایی، سینا و یوسف وند، حامد و فتح الهی، مسعود،1399،شبیه سازی عددی دینامیک سیالات محاسباتی و انتقال حرارت ترکیبی نانوسیال در محفظه باز شبه دایروی،نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ، کامپیوتر و مکانیک،شیروان

ارائه‌شده در

مجموعه مقالات دهمین کنفرانس ملی مهندسی برق، کامپیوتر و مکانیک19 اسفند 1399 · شیروان