مطالعه عددی بررسی تاثیر نسبت قطر داخلی به قطر خارجی آشفته ساز در لوله به همراه آشفته ساز حلقوی - دایره ای در حضور نانوسیال

در این مقاله به جریان درون لوله به همراه آشفته ساز حلقوی با شبیه سازی توسط نرم افزار تجاری فلوئنت پرداخته شده است با کمک روش عددی تاثیر نسبت قطر داخلی به قطر خارجی آشفته ساز بر مشخصات ترموهیدرولیکی در یک لوله بررسی شده است هدف بیشینه کردن ضریب انتقال حرارت در لوله است. فاکتور در نظر گرفته شده برای این تحلیل، پارامتر هندسی آشفته ساز که نسبت قطر داخلی آشفته ساز به قطر خارجی آشفته ساز در نسبت 0.5، 0.6، 0.7 می باشد. تحلیل برای آشفته سازی با ضخامت 2 میلی متر و لوله 62 میلی متر با ضخامت 5 میلی متر انجام گرفته است و نتایج مربوط به پارامترهای مختلف جریان از قبیل عدد ناسلت، ضریب اصطکاک، راندمان ترموهیدرولیکی، ضریب های موثر، لزجت موثر و انرژی جنبشی اغتشاش جریان مورد بررسی و تحلیل قرارگرفته است. از هندسه 2 بعدی برای شبیه سازی استفاده شده و مش بندی آن نیز به صورت با سازمان می باشد. جریان نانو سیال اکسید آلومینیوم در درصد 3 با عدد رینولدز 10000 و 15000 و 20000 از داخل لوله عبور داده شده و نسبت گام (P/D) 12 است جریان مورد بررسی بصورت تراکم ناپذیر، پایا، نیوتنی و مغشوش و نانوسیال بصورت تک فازی و همچنین ویژگی های ترموفیزیکی برای نانوسیال ثابت در نظر گرفته می شود و فرض می شود تمامی دیواره ها بصورت ثابت و با فرض عدم لغزش در نظر گرفته خواهند شد سرعت و دمای ورودی معلوم می باشد دیواره لوله تحت شار حرارتی ثابت 4000 وات بر متر مربع هستند برای مرز خروجی نیز شرط مرزی فشار نسبی صفر در نظر گرفته می شود با افزایش نسبت قطر عدد ناسلت و ضریب اصطکاک کاهش می یابد. و راندان ترموهیدرولیکی افزایش پیدا کرده است نتیجه این است که با افزایش نسبت قطر کارایی آشفته ساز افزایش پیدا کرده و علت آن را باید در کاهش شدید ضریب اصطکاک دانست.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، نانوسیال ، تک فازی ، آشفته ساز