تحليل جريان آشفته و انتقال گرماي جابجايي مختلط نانوسيال غيرنيوتني در كانال قائم

كارشناسي ارشد

در پايان‌نامه حاضر، جريان و انتقال حرارت جابجايي مختلط آشفته نانوسيال غير نيوتني در لوله دايروي، كانال با سطح مقطع مربعي و لوله داراي صفحه چرخاننده جريان بررسي شده است. به اين منظور، در تحليل جريان و انتقال حرارت، حل عددي و روش حجم محدود بكار گرفته شده‌اند. سيال پايه استفاده شده براي نانوسيالات، غير نيوتني و از نوع شبه پلاستيك مي‌باشد. در اين نوع سيال غير نيوتني، ويسكوزيته سيال پايه يك تابع تواني از نرخ برش است. شبيه‌سازي جريان نانوسيال از طريق دو ديدگاه صورت پذيرفته است. ديدگاه تك فاز كه يك سيال تك فاز با در نظر گرفتن خواص ترموفيزيكي متغير مدل مي شود و ديدگاه دو فاز كه سرعت لغزشي بين نانوذرات و سيال پايه در مدل منظور مي گردد. همچنين از مدل هاي مبتني بر معادلات متوسط گيري شده ناوير استوكس جهت شبيه سازي آشفتگي جريان استفاده مي شود. با بررسي نگرش‌هاي تك فاز و دو فاز مشخص مي گردد كه اگرچه روش تك فاز روند تغييرات ويژگي هاي جريان و انتقال حرارت جابجايي سيال پايه را با افزودن نانوذرات به خوبي پيش‌بيني مي كند، اما در عين حال دقت نتايج حاصل از اين روش در مقايسه با روش دو فاز كمتر است. همچنين براي افزايش هرچه بيشتر انتقال حرارت و افزايش بازده حرارتي جريان نانوسيال از لوله‌هاي داراي نوار چرخاننده جريان با نسبت چرخش‌هاي مختلف استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه حضور نوار چرخشي باعث چرخش و افزايش آشفتگي جريان و درنتيجه سبب اختلاط بيشتر جريان گرم كنار ديوار با جريان سردتر مركز لوله مي‌شود. اين امر موجب انتقال بهتر انرژي از نانوذرات به سيال پايه مي شود كه موجب بهبود ضريب جابجايي حرارتي جريان مي شود. به طوري كه مقدار عدد ناسلت و بازده كلي در لوله‌هاي داراي نوار پيچشي در شرايط مختلف جرياني بيشتر از لوله ساده است.

193037

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر فررزاد بازديدي طهراني