بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی اجباری آرام نانوسیال آب-al2o3 در میان دو لوله ی هم مرکز (حلقوی) با استفاده از روش لتیس بولتزمن

در این پایان نامه از روش عددی لتیس بولتزمن برای بررسی جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال همگن آب/al2o3 در یک مجرای حلقوی استفاده شده است. جریان و انتقال حرارت در حالت دائم و رژیم جریان آرام صورت می گیرد. دما در جدارهای داخلی و خارجی مجرا و در مقطع ورودی ثابت و یکنواخت است. نسبت طول به قطر هیدرولیکی مجرا به اندازه ی کافی بزرگ است؛ بطوریکه پروفیل بی بعد سرعت و دما در مقطع خروجی به حالت توسعه یافتگی می رسد. برای حل مسئله ی فوق، الگوریتم حل با استفاده از روش لتیس بولتزمن متقارن محوری استخراج و برنامه ی رایانه ای به زبان برنامه نویسی fortran 90 نوشته شد. پس از بررسی شبکه ی حل و اعتبارسنجی برنامه با حل تحلیلی جریان و انتقال حرارت در ناحیه ی توسعه یافته ی مجرای حلقوی، اجراهای مختلفی از برنامه گرفته شده و نتایج آن بررسی گردید. نتایج حاصل برای شرط مرزی دما ثابت، نشان می دهد که افزایش نسبت شعاع داخلی به خارجی مجرای حلقوی سبب افزیش افت فشار، افزایش عدد ناسلت روی جدار خارجی و کاهش آن بروی جدار داخلی می گردد. با تغییر عدد رینولدز ورودی به مجرا، توزیع سرعت بی بعد تغییر نمی کند؛ ولی ضرایب درگ و افت فشار سیستم کاهش می یابد. عدد رینولدز تاثیری بر عدد ناسلت در ناحیه ی توسعه یافته و توزیع دمای بی بعد ندارد. با تغییر کسر حجمی نانوذرات ملاحظه گردید که توزیع سرعت بی بعد و کمیات هیدرودینامیکی بی بعد از جمله ضریب درگ و افت فشار بی بعد تغییری نمی کند. کمیات بی بعد میدان حرارت از جمله توزیع دمای بی بعد نیز با تغییر کسر حجمی بدون تغییر باقی می ماند.