بررسی اثر انحنای لوله مارپیچ روی انتقال حرارت و تولید انتروپی در جریان سیال نانو

با توجه به اهمیت روزافزون افزایش انتقال حرارت، در پژوهش حاضر دو روش بهبود انتقال حرارت با استفاده از سیال نانو و لوله مارپیچ مورد بررسی قرار گرفته است. جریان در حال توسعه سیال نانو آب-آلومینا در لوله مارپیچ با دمای دیواره ثابت به صورت عددی با روش دوفازی مخلوط حل شده است. جهت دستیابی به نتایج دقیق تر خواص سیال پایه و سیال نانو وابسته به دما در نظر گرفته شده است. از روش حجم محدود برای شبیه سازی عددی و الگوریتم سیمپل برای کوپل معادلات فشار و سرعت استفاده شده است. به منظور اعتبار سنجی، نتایج حل عددی با روابط تجربی موجود مقایسه شده است که تطابق بسیار خوبی مشاهده شد. نتایج بدست آمده نشان میدهد با کاهش قطر مارپیچ که متناظر با افزایش شعاع انحنای مارپیچ است، پروفیل دما زودتر گسترش یافته و طول توسعه یافتگی هیدرودینامیکی و حرارتی کاهش مییابد. همچنین در انحنای بیشتر، سیال نانو افزایش انتقال حرارت بیشتری را نشان میدهد. تغییرات محوری ضریب اصطکاک و تولید انتروپی ناشی از اصطکاک روندی کاملا مشابه دارند و با افزایش انحنای مارپیچ، مقادیر ضریب اصطکاک و تولید انتروپی اصطکاکی افزایش مییابد.

کلیدواژه ها:

لوله مارپیچ ، سیال نانو ، مدل مخلوط ، تولید انتروپی