انتقال حرارت گاز-جامد کاربرد زیادی در پارهای از مسایل مهندسی دارد به عنوان نمونه به کوره های ذغال سنگ جریان خشک کن های پاششی آلودگی هوا بسترهای شناور اشاره می شود لذا این زمینه نیازمند مطالعات نظری و تجربی بیشتری است. در این پژوهش به بررسی تجربی انتقال حرارت گاز-جامد پرداخته شده است در واقع در این تحقیق سعی شده است با ساخت یک دسگاه آزمایشگاهی دارای جریان گاز-جامد به بررسی پارامترهای موثر در انتقال حرارت گاز =-جامد با دیوراه آدیاباتیک پرداخته می شود. دستگاه آزمایشگاهی به گونه ای طراحی و ساخت شده است که فرصت مطالعه تجربی انتقال حرارت گاز-جامد به صورت گسترده و برای گستره وسیعی از عوامل موثر را فراهم می اورد به وسیله این دستگاه آزمایشگاهی می توان انتقال حرارت گاز-جامد را برای دبی مختلف ذرات و هوا زایای مختلف بستر با افق و دماهای مختلف گاز و ذره مورد مطالعه قرار داد. از ویژگی های این دستگاه آن است که جریان گاز و ذرات در لوله ی عمودی یا افقی و یا لوله با شیب های مختلف می تواند مورد بررسی قرار گیرد. دراین پژوهش تاثیر تغییرات نسبت بار و اندازه ذرات روی انتقال حرارت گاز-جامد در لوله ی عمودی با دیوراه آدیاباتیک بررسی شده است صحت تنایجی که به دست آمده اند با توجه به فیزیک مسیله و در مواردی در مقایسه با کار دیگران مورد بررسی قرار گرفتهاست. علیرغم این زمینه های پژوهشی زیادی با توجه به امکانات سیستم آزمایشگاهی و همچنین نیاز مطالعاتی انتقال حرارت گاز-جامد هنوز می تواند مد نظر مورد مطالعه قرار بگیرد.

هدف از انجام این پروژه، بررسی انتقال حرارت جریان سیال نانو در لوله می باشد. برای شبیه سازی جریان از مدل دو سیالی با در نظر گرفتن سرعت لغزش بین دو فاز جامد و مایع استفاده شده است. نفوذ براونی و ترموفورسیس به عنوان مکانیزم های ایجاد سرعت لغزش بین دو فاز در نظر گرفته شده و اغتشاش در فاز سیال با بهره گیری از مدل k-e شبیه سازی گردیده است. به منظور وارد کردن اغتشاش حرارتی به مسئله از دو روش استفاده شده است. در روش اول خصوصیات ترموفیزیکی سیال نانو تنها تابعی از درصد حجمی ذرات در نظر گرفته شده اند. اما برای به دست آوردن ضریب نفوذ حرارتی اغتشاشی از عدد پرانتل اغتشاشی استفاده شده است. در روش دوم وابستگی به دمای ویسکوزیته سیال نانو علاوه بر درصد حجمی، در نظر گرفته شده است. معادلات با روش حجم محدود با الگوریتم سیمپل در مختصات استوانه ای روی یک شبکه جابجا شده حل شده است. نتایج خروجی شامل پروفیل های سرعت، پروفیل های دما، تغییرات غلظت ذرات و دمای دیواره و ضریب انتقال حرارت جابه جایی شعاعی و طولی می باشد و اثر پارامترهای مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در نظر گرفتن وابستگی ویسکوزیته سیال نانو به دما، تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش خطا خواهد داشت. همچنین افزایش عدد رینولدز و درصد حجمی ذرات موجب بهبود چشمگیر ضریب انتقال حرارت جابه جایی خواهند شد.