تحليل جريان و انتقال گرماي جابجايي مختلط آشفته نانوسيال به كمك روش شبيه سازي مقياس تطبيقي

كارشناسي ارشد

در پايان نامه حاضر، جريان و انتقال حرارت جابجايي مختلط آشفته نانوسيالات مختلف در كاناال صااو و آجدار بررسي شده است. به اين منظور، در تحليل جرياان و انتقاال حارارت ، حال عاددي و روش حجام محدود به كار گرفته شده اند. در شبيه سازي جريان نانوسيال از دو ديدگاه به آن نگاه شده است، ياك سايال تك فاز با در نظر گرفتن خواص ترموفيزيكي متغير و يك سوسپانسيون دو فاز با تزريق نانوذرات به جرياان سيال پايه. همچنين، از رهيافت شبيه سازي مقياس تطبيقي به عنوان مدل تحليل آشفتگي جريان و در مقايسه با رهيافتهاي رايج معادلات متوسط گيري شده ناوير استوكس استفاده شده است. با نگرش تك فاز، دقات روش مقياس تطبيقي بيشتر از روشهاي و است. در مقايسه نگرش هاي تك فااز و دو فاز مشخص شده است كه اگرچه روش تك فاز روند تغييارات عادد ناسالت و فااكتور اصاطكاك جرياان نانوسيال را بر حسب نرخ جريان و كسر حجمي نانوذرات به خوبي پيش بيني ماي كناد، اماا در عاين حاال دقت نتايج حاصل از اين روش در مقايسه با روش دو فاز كمتر است. نتايج حال دو فااز جرياان نانوسايال مبين اين نكته است كه در ناحيه كاملاً توسعه يافته، ديفيوژن ناشي از پديده ترموفورسيس بيشتر از ديفيوژن ناشي از حركت براوني نانو ذرات است و از اين رو تجمع نانوذرات در نواحي مركزي كانال بيشاتر اسات. اين امر در شرايط جريان جابجايي مختلط و با افزايش شار حرارت تشديد مي شود. همچناين، باراي درك بهتري از توانايي مدل آشفتگي مقياس تطبيقي در جريان هاي با ناپايداري بيشتر از كانال آجدار استفاده شده است. علاوه بر اين، به منظور كاربردي شدن نتايج حاصله، شرايط مرزي اعمالي به كانال از شرايط منطبق بر واقعيت براي كانال هاي سيال عامل در كلكتورهاي حرارتي خورشيدي صفحه تخت انتخاب شده اند. نتاايج نشان داده اند كه حضور آج باعث ايجاد نواحي با اختلاط بيشتر در پايين دسات شاده و باا بهباود دريافات حرارت از ديواره، دماي توده سيال را افزايش مي دهد. در ضمن، استفاده از كانال آجدار و نانوسيال به عنوان سيال عامل، بازده حرارتي را تا 12 % افزايش مي دهد.

191257

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

دكتر فرزاد بازديدي طهراني