شبیه سازی عددی جریان سیال نانو در حفره مربعی با پره

با پیشرفت صنایع و اهمیت یافتن نقش انرژی در هزینه های تولید، بالا بردن بازده انتقال حرارت در تجهیزاتی نظیر مبدل های حرارتی اهمیت ویژه ای یافته است. یکی از روش های نوین، استفاده از نانوسیالات برای بهبود میزان انتقال حرارت می باشد. انتقال حرارت در یک حفره مربعی به شیوه های مختلف و تحت شرایط متنوع مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق اثر وجود پره بر انتقال حرارت در یک حفره دوبعدی پرشده از نانو سیال آب-cu بررسی شده است. ابتدا معادلات حاکم بر مسئله نوشته شده وبه کمک روش عددی حجم محدود گسسته سازی شده است، سپس با استفاده از یک کُد کامپیوتری به زبان فرترن حل گردیده و نتایج حاصل از حل عددی برای دو نانو سیال آب-cu و آب-al2o3 با یکدیگر مقایسه شده است. برای حصول اطمینان از صحت و دقت کد کامپیوتری، به مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج موجود پیشین، در شرایط مختلف پرداخته شده که تطابق بسیار خوبی را نشان داده است. جهت بررسی جریان نانو سیال، کانتور های تابع جریان و دما برای رایلی های مختلف رسم و مورد بررسی قرار گرفته اند. در مرحله بعد با بررسی مقادیر اعداد ناسلت دیوارهای چپ و راست و تعریف پارامتر nnr، مکان و طول بهینه پره تعیین گردیده است. با بررسی خطوط جریان مشاهده شد که در رایلی های بالا با افزودن پره در قسمتهای پایینی دیوار، مقدار بیشینه تابع جریان و در نتیجه مقدار انتقال حرارت را می توان افزایش داد. اثر کسرحجمی در حالت خاصی که تاثیر وجود پره بر انتقال حرارت بیشتر می باشد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دادند که با افزایش کسرحجمی، میزان انتقال حرارت نیز افزایش می یابد. در پایان با مقایسه نتایج بدست آمده برای نانوسیال آب-al2o3 مشخص شد که بکارگیری نانوسیال آب-al2o3 نسبت به نانوسیال آب-cu موجب بهبود بیشتری در انتقال حرارت حفره مربعی پره دار می گردد.