بررسی عددی و تحلیلی اثرات تفرق حرارتی بر انتقال حرارت جریان نانوسیال درون یک کانال

در مطالعه حاضر انتقال حرارت جریان نانوسیال از داخل یک کانال با آرایشهای مختلفی از تزریق نانوذرات بهعنوان عناصر تفرق حرارتی، بررسی شده است. در پدیده انتقال حرارت حضور نانوذرات در جریان سیال بهعنوان یکی از مهمترین عوامل ایجاد تفرق یا پراکندگی حرارتی شناخته می شود. در این پژوهش نحوه توزیع عناصر تفرق حرارتی یا همان نانوذرات در کانال به سه صورت توزیع در منطقه مرکزی، توزیع در منطقه نزدیکی دیوار و توزیع در کل کانال درنظر گرفته شدهاست. اعتبارسنجی نتایج توسط راهحل تحلیلی برای یک وضعیت ساده مسیله و همچنین مقایسه با نتایج ارایه شده در مقالات گذشته، انجام شده است. حضور نانوذرات در منطقه مرکزی کانال، عدد ناسلت و ویژگیهای انتقال حرارت را به شکل صعودی افزایش میدهد؛ اما برای آرایش مرزی، افزایش ضخامت نانوذرات تزریق شده منجر به یک رفتار صعودی- نزولی برای عدد ناسلت میشود، بنابراین در این توزیع، ضخامت بهینه ای برای عناصر تفرق به دست می آید. همچنین در بررسی توابع توزیع مختلف نانوذرات تزریق شده در کل کانال، مشاهده میشود که برخلاف توزیع سهموی که منجر به افزایش تقریبا خطی عدد ناسلت میشود، در توزیع نمایی و به خصوص بهازای مقادیر بزرگتر ضریب تفرق، افزایش عدد ناسلت رفتاری غیرخطی دارد که مهمترین وجه تمایز این دو تابع توزیع میباشد.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، تفرق حرارتی ، کانال ، نانوسیال.