شبيه سازي عددي انتقال حرارت جريان آشفته در محفظه مكعبي تهويه شونده با موانع و پله ها به روش LES

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده اهميت انتقال حرارت در بسياري از صنايع مانند نيروگاه‌ها و سردخانه‌هاي صنعتي موضوعي چالش‌برانگيز است. طراحي سيستم‌هاي سرمايش و گرمايش بر اساس نوع انتقال حرارت موجود در اين سيستم‌ها صورت مي‌گيرد. امروزه براي افزايش انتقال حرارت سيال‌ها در سيستم‌هاي مختلف از نانو ذرات استفاده مي‌شود. انتقال حرارت جابجايي در محفظه‌ها كاربردهاي مهندسي و علمي زيادي دارد. مدل سه‌بعدي امكان تجسم ساختار جريان و تخمين نرخ انتقال حرارت را فراهم مي‌كند. عليرغم پژوهش‌هاي زيادي كه درزمينه‌ي جريان جابجايي آزاد و اجباري، در محفظه‌ها انجام‌گرفته است به نظر مي‌رسد هنوز به دليل كاربردهاي فراوان اين پديده كاستي‌هاي زيادي وجود دارد. در اين پژوهش سعي بر آن است كه ميزان انتقال حرارت جريان نانو سيال درون محفظه‌ي مكعبي در حالت سه‌بعدي بررسي گردد. نانو سيال مورداستفاده، سيال پايه آب و نانو ذرات اكسيد آلومينيوم و اكسيد مس است. براي افزايش بيشتر انتقال حرارت، محفظه داراي پله‌هاي متعدد و موانعي درون آن است. همچنين با ايجاد تهويه نيز ميزان افزايش انتقال حرارت، بيشتر مي‌شود. هدف اين مسئله پيش‌بيني تأثير عدد رينولدز بر انتقال حرارت است. پله‌ها مي‌توانند محل مناسبي براي قرارگيري قطعات الكترونيكي در تجهيزات الكترونيكي باشند. نتايج نشان مي‌دهد، افزودن 5/2 درصد حجمي نانو ذرات آلومينا به آب در رينولدز 106 باعث افزايش 5/2 برابر ناسلت ميانگين ديواره‌ي گرم در ثانيه دهم مي‌شود، درحالي‌كه اين افزايش ناسلت ديواره گرم در رينولدز 105 برابر 7/26 درصد است. در رينولدز 104 افزودن نانو ذرات آلومينا، باعث كاهش 4 درصدي ناسلت ديواره گرم در ثانيه دهم مي‌شود. اين در حالي است كه افزودن نانو ذرات اكسيد مس در رينولدز 106 با درصدهاي حجمي 25/1 و 5/2 درصد باعث كاهش 6/0 و 4/0 درصدي ناسلت ديواره گرم مي‌شود.

232823

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان