شبيه سازي عددي تأثير نانو سيالات هيبريدي بر عملكرد مبدل هاي حرارتي ميكرو كانال پره دار

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پژوهش، رفتار هيدروديناميكي و انتقال حرارت جابه‌جايي در يك ميكروكانال سه‌بعدي فين‌دار به روش شبيه‌سازي عددي بررسي شده است. هدف اصلي، ارزيابي اثر شكل فين و ارتفاع آن بر شاخص‌هاي حرارتي و افت فشار در شرايط شار حرارتي يكنواخت است. دو پيكربندي هندسي شامل فين‌هاي بيضوي و فين‌هاي مكعب‌مستطيلي در امتداد طول كانال در نظر گرفته شد و ارتفاع فين‌ها در سه مقدار 300، 500 و 700 ميكرومتر تغيير داده شد. ديواره زيرين كانال تحت شار حرارتي ثابت قرار گرفت و ديواره‌هاي جانبي و بالايي آدياباتيك فرض شدند؛ همچنين شرط عدم لغزش روي تمامي سطوح جامد اعمال گرديد. شبيه‌سازي‌ها در جريان آرام و پايا انجام شد و اثر عدد رينولدز در بازه مورد مطالعه بر عدد ناسلت متوسط، ضريب انتقال حرارت جابه‌جايي، افت فشار و توان پمپاژ مورد بررسي قرار گرفت. علاوه بر سيال پايه، عملكرد نانوسيال هيبريدي TiO₂–Ag در غلظت‌هاي حجمي 1٪ و 2٪ نيز ارزيابي شد و معيار ارزيابي عملكرد (PEC) براي مقايسه همزمان بهبود حرارتي و جريمه هيدروليكي محاسبه گرديد. نتايج نشان داد با افزايش عدد رينولدز، انتقال حرارت افزايش يافته و همزمان افت فشار و توان پمپاژ نيز رشد مي‌كند. همچنين فين مكعب‌مستطيلي عموماً انتقال حرارت بيشتري ايجاد مي‌كند، در حالي‌كه افت فشار بالاتري نسبت به فين بيضوي به همراه دارد. در ارزيابي كلي، انتخاب هندسه و ارتفاع فين بايد با توجه به هدف طراحي و محدوديت افت فشار انجام شود و استفاده از PEC امكان تصميم‌گيري واقع‌بينانه‌تري را فراهم مي‌كند.

236972

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان