تحلیل عددی انتقال حرارت لایه ای اجباری یک نانوسیال در یک میکرولوله با شرط مرزی لغزشی و غیر لغزشی

در این تحقیق جریان جابجایی اجباری آرام توسط نانوسیال مس و سیال خالص درون یک میکرولوله به روش عددی بررسی شده است. جریان به صورت یکنواخت در دمای 298 درجه کلوین وارد میکرولوله می گردد. ابتدای میکرولوله عایق بوده و سپس تحت شار حرارتی یکنواخت قرار می گیرد. سیال پس از تبادل حرارت با دیواره از میکرولوله خارج می گردد. در ابتدا معادلات مومنتوم و انرژی حاکم بر مسئله، به روش حجم کنترل جبری گردیده و به کمک الگوریتم سیمپل به صورت هم زمان حل شده اند. پس از حل مسئله، اثر پارامترهای مختلف موجود در مسئله مانند عدد رینولدز، غلظت حجمی نانوذرات و ضریب لغزش بر روی میدان جریان و انتقال حرارت بررسی شده است. همچنین به بررسی اثرات اتلاف لزجت در میدان انتقال حرارت نیز پرداخته شده است. نتایج بدست آمده بر افزایش انتقال حرارت با استفاده از نانوسیال تاکید می کند و افزایش ضرایب انتقال حرارت را با افزایش عدد رینولدز نشان می دهد. ضریب لغزش سرعت نیز، تا اندازه ای و نه به شدت غلظت حجمی نانوذرات، موجب بهبود خواص حرارتی نانوسیال می شود با بررسی جریان سیال خالص و نانوسیال درون یک میکرولوله از نظر هیدرودینامیکی و حرارتی می توان به نتایج زیر اشاره نمود: • توانایی انتقال حرارت نانوسیال به طرز چشمگیری از انتقال حرارت سیال خالص بیشتر بوده و با افزایش غلظت حجمی نانوذرات این توانایی بیشتر می گردد. • افزودن نانوذرات تا %5 به سیال خالص بر خلاف خواص حرارتی، بر روی خواص هیدرودینامیکی سیال خالص ، اثر بسیار ناچیزی دارد. • اتلافات لزجتی باعث کاهش عدد نوسلت موضعی و میانگین در نانوسیال می گردد. • لغزش سرعت در دیواره باعث کاهش سرعت بیشینه ( سرعت در مرکز میکرولوله) می گردد و همچنین باعث بهبود جزیی در نرخ انتقال حرارت نانوسیال میگردد که این امر در رینولدزهای بزرگ تر، قابل ملاحظه تر می باشد.