بررسی عددی جریان و انتقال حرارت نانوسیال حول شمش مربعی شکل دما ثابت

شبیه سازی انتقال حرارت و جریان سیالات در حول شمش مربعی شکل یک چالش مهم در صنعت و مسایل مهندسی است. در سالهای اخیر محققان توجه زیادی به روش انتقال حرارت همرفتی ذاتی یا طبیعی نمودهاند که علت آن قابلیت استفاده از این روش در صنعت و فرایندهای مهندسی است. در این راستا، استفاده از نانوسیالات سبب افزایش انتقال حرارت در سیستم مورد مطالعه می شود. با توجه به بالا بودن نسبت سطح به حجم در نانوذرات ویژگی های فیزیکی سیال بهبود می یابد. در مقاله حاضر، جریان نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با شبیه سازی نانوسیال در اطراف یک شمش مربعی شکل با جنس آلومینیوم و مس بررسی گردید. جهت طراحی، شبکه بندی و شبیه سازی هندسه و جریان از نرمافزار تجاری فلوینت استفاده شده است. مشاهده گردید که در اعداد رایلی کوچکتر مقدار توزیع دما در اطراف محفظه مربعی شکل شدیدتر بوده و گستردگی آن به سمت پایین محفظه مربع است. با استفاده از نانوسیال ملاحظه شد که در اعداد رایلی کوچکتر شدت توزیع دما نسبت به اعداد رایلی بزرگتر بیشتر بوده که این امر مشابه با حالت توزیع دمایی برای سیال آب نیز است. با افزایش عدد رایلی، مقدار عدد ناسلت افزایش مییابد. افزایش عدد ناسلت مقدار انتقال حرارت در سیستم مورد مطالعه افزایش چشمگیری را نشان میدهد. تفاوت بارز مابین روند تغییرات ناسلت برای نانوسیال با سیال آب در مقادیر عدد ناسلت است. در حالت استفاده از نانوسیال مقدار عدد ناسلت افزایش یافته و بهبود انتقال حرارت در صورت استفاده از نانوسیال ها کاملا مشهود است

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، نانوسیال ، شمش مربعی ، عدد ناسلت ، عدد رایلی.