مطالعه عددی میدان جریان و انتقال حرارت در یک میکروکانال دنده دار حاوی نانوکپسولهای مواد تغییر فاز دهنده

میکروکانال نوعی مبدل حرارتی با ابعاد کوچک می باشد که با ترکیب برخی از ویژگی ها از جمله ضریب انتقال حرارت بالا، نسبت منظری بزرگ، نیاز به دبی سیال اندک، وزن پایین و ابعاد هندسی کوچک تر نسبت به بار گرمایی به یک ابزار کاربردی در انتقال حرارت تبدیل شده است . در این پژوهش با هدف بهبود انتقال حرارت، مطالعه عددی پیرامون عملکرد هیدرودینامیکی -حرارتی جریان حاوی نانوکپسولهای مواد تغییر فاز دهنده در یک چاه حرارتی میکروکانالی دندهدار انجام شده است . معادلات حاکم به کمک روش حجم محدود گسسته سازی شده و با استفاده نرمافزار تجاری انسیس فلوئنت حل شده است . جریان سیال آرام، دائم و تراکم ناپذیر به صورت تک فاز شبیه سازی شده است . شبیه سازی ها در محدوده اعداد رینولدز ۱۰۰ تا ۲۰۰ و درصد جرمی نانوکپسولها بین صفر تا ۱۰ انجام شده است . با بررسی عدد ناسلت متوسط ، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد، عملکرد هیدرودینامیکی -حرارتی چاه حرارتی میکروکانالی مورد بررسی قرار گرفته است . بر اساس نتایج حاصل ، مشاهده شده است که بیشترین مقدار ضریب ارزیابی عملکرد با مقدار حدود ۳ در ۲۰۰ Re = با استفاده از پنج درصد جرمی نانوکپسول مواد تغییر فاز دهنده رخ داده است . در میکروکانال دندهدار افزایش حدود ۲۷۸ درصدی عدد ناسلت متوسط در حضور پنج درصد جرمی نانوکپسولهای ماده تغییر فاز دهنده در عدد ۲۰۰ Re = نسبت به میکروکانال پایه مشاهده شده است . همچنین مشاهده شده است که بالاترین افزایش ضریب اصطکاک در ۲۰۰ Re = و درصد جرمی صفر با افزایش ۹۲ درصدی در میکروکانال دندهدار نسبت به میکروکانال پایه رخ می دهد.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فازدهنده ، نانوکپسول ، چاه حرارتی میکروکانال ، جریان آرام ، شبیه سازی عددی .