تحلیل عددی انتقال حرارت جابجایی مرکب نانوسیالات مختلف درون فضای حلقوی هم مرکز

محورهای موضوعی : انتقال حرارت

سعید عمادالدین ¹ (گروه مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران)
احد عابدینی ² (استادیار، گروه مکانیک، واحد سمنان ، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران)
علی حیدری ³ (استادیار، گروه مکانیک، واحد سمنان ، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران)

تاریخ دریافت : 1395/04/25 تاریخ پذیرش : 1395/04/29 تاریخ انتشار : 1392/09/01

کلید واژه: نانو سیال, جابجایی مرکب, فضای حلقوی, هم مرکز,

چکیده مقاله :

در این تحقیق به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی مرکب آرام درون فضای حلقوی افقی هم مرکز در حضور سیال پایه آب به همراه نانو ذرات اکسید آلومینیوم، مس، نقره و اکسید تیتانیوم می پردازیم .حل عددی با استفاده از روش حجم محدود بر پایه الگوریتم سیمپل انجام پذیرفته و گسسته سازی معادلات عموما از مرتبه اول می‌ باشد. سیلندر خارجی و داخلی در شرایط دما ثابت می‌باشند و دمای سیلندر داخلی از سیلندر خارجی بیشتر است. دو سیلندر می توانند در هر دو جهت با سرعت زاویه ای ثابت دوران کنند. تاثیر پارامتر‌هایی مانند عدد رایلی، ریچاردسون، رینولدز و درصد حجمی نانو ذرات بر انتقال حرارت و الگوی جریان بررسی می‌شود. نتایج نشان دادند با افزایش عدد رایلی انتقال حرارت افزایش می‌‌یابد، همچنین با افزایش درصد حجمی نانو ذرات میزان انتقال حرارت افزایش می‌‌یابد و این افزایش در حدود 8.25 درصد برای 5 درصد حجمی نانو ذرات می‌باشد، دوران سیلندر ها موجب کاهش میزان انتقال حرارت کلی می‌شود. دوران متفاوت سیلندر‌ها تاثیر زیادی بر الگوی جریان و خطوط همدما و در نهایت انتقال حرارت دارد . افزودن نانو ذرات تاثیر زیادی بر الگوی جریان و خطوط هم دما ندارد ولی به صورت کمی موثر می‌ باشد. نتایج استخراج شده مطابقت خوبی با کار‌های مشابه قبلی دارد.

چکیده انگلیسی:

In this study, numerical mixed convection heat transfer in a horizontal concentric annulus in the presence of water-based fluid with nanoparticles of aluminum oxide, copper, silver and titanium dioxide discussed. Numerical solution using finite volume method based on SIMPLE algorithm is done and discretization of equations generally is first order. Inner and outer cylinders have constant temperature and inner cylinder temperature is higher than outer one. Both of the cylinders can be rotated in either direction with constant angular velocity. The effect of parameters such as Rayleigh, Richardson, Reynolds number and volume fraction of nanoparticles on heat transfer and flow pattern discussed. Results showed that by increasing Rayleigh number increases heat transfer, heat transfer rate also increases with increasing volume fraction of nanoparticles and these increase is about 8.25 percent for 5 percent nanoparticles by volume. Rotation of cylinders reduces the overall heat transfer rate. Different rotation has large impact on the flow pattern and heat transfer. Adding nanoparticles has not significant impact on the flow patterns and isotherms but is effective in quantity. The results has good agreement with the similar work has been done before.