نام پژوهشگر: بهنام دستواره

مطالعه رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت جریان نانوسیال غیرنیوتنی در میکروکانال های دارای میکرومیکسر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  بهنام دستواره   سیما باهری اسلامی

در این مطالعه رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت جریان نانوسیال نیوتنی آب-al2o3 و نانوسیال غیرنیوتنی محلول آبی 5/0 درصد وزنی کربوکسی متیل سلولوز (cmc)-cuo در یک میکروکانال دوبعدی، با و بدون بفل و برای دو کسر حجمی 0?= و 04/0 ?= مورد بررسی قرار گرفته است. برای جریان نانوسیال نیوتنی از عدد رینولدز سیال پایه و برای جریان نانوسیال غیرنیوتنی از عدد رینولدز نانوسیال استفاده شده و در هر دو مورد بررسیها در اعداد رینولدز 50 ،20 ،5re= انجام گرفته است. یک بفل در دیواره پایین و بفل دیگر موجود در دیواره بالا به عنوان میکرومیکسر و وسیله افزاینده انتقال حرارت عمل میکند. معادلات اساسی جریان نانوسیال نیوتنی و غیرنیوتنی همراه با شرایط مرزی دما ثابت با استفاده از روش تفاضل محدود پروجکشن و به صورت تک فازی، توسط برنامه ای که به زبان فرترن نوشته شده حل شده است. تاثیر پارامترهای مختلف مانند کسر حجمی نانوذرات، عدد رینولدز، فاصله بین بفلها، ارتفاع بفلها و ترتیب قرارگیری آنها برای هر دو نانوسیال نیوتنی وغیرنیوتنی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که حضور بفلها و نیز افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات موجب افزایش ضریب انتقال حرارت و اصطکاک میشود. علاوه بر آن تاثیر کسر حجمی نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت بیشتر از ضریب اصطکاک است و نیز تاثیر کسر حجمی نانوذرات در افزایش انتقال حرارت و اصطکاک در نانوسیال نیوتنی بیشتر از نانوسیال غیرنیوتنی میباشد. مشاهده میشود که مکانیزم اصلی انتقال حرارت و یا اختلاط، نواحی چرخشی ایجاد شده در پشت بفلها هستند. اندازه این نواحی با افزایش عدد رینولدز و ارتفاع بفلها بزرگتر میشود. اندازه نواحی چرخشی به دلیل خاصیت رقیق شوندگی نانوسیال غیرنیوتنی بزرگتر از نانوسیال نیوتنی است. در نهایت به منظور بررسی تاثیر نوع ذرات و نیز نوع سیال پایه بر انتقال حرارت و اصطکاک، جریان نانوسیال آب-cuo با جریان نانوسیال آب-al2o3 و cuo-cmc به ازای 50re= و ارتفاع و وضعیت قرارگیری مشابه بفلها مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده، نانوسیال آب-al2o3 دارای ضریب انتقال حرارت بیشتر و ضریب اصطکاک کمتری نسبت به نانوسیال آب-cuo است. علت این امر بزرگ بودن ضریب رسانندگی گرمایی نانوذرات al2o3 در مقایسه با نانوذرات cuo میباشد. همچنین نتایج نشان می دهند با اینکه سیال غیرنیوتنی cmc در مقایسه با سیال نیوتنی آب میزان انتقال حرارت بهتری را نشان میدهد، ولی افزودن نانوذرات cuo تاثیر زیادی بر سیال نیوتنی داشته و در کسر حجمی 04/0 ?= میزان انتقال حرارت نانوسیال آب-cuo بیشتر از نانوسیال cuo-cmc می باشد. علاوه بر آن ضریب اصطکاک در نانوسیال غیرنیوتنی بسیار کمتر از نانوسیال نیوتنی است.