1174

869

869

فرزادنيا، حميدرضا

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك تبديل انرزي

دانشگاه صنعتي قم

فني و مهندسي

1404

مهندسي مكانيك تبديل انرژي

134

حميدرضا بهرامي

در اين پژوهش، تحليل عددي جريان و انتقال حرارت سيال غيرنيوتني با غلظت هاي مختلف، همراه با افزودن نانوذرات مس در غلظت 5درصد به سيال پايه غيرنيوتني، در يك كانال دوبعدي با هندسه پله پيشرو و پسرو كه موجب ايجاد انقباض و انبساط ناگهاني در مسير جريان ميشود، انجام گرفت. به منظور ارتقاي عملكرد حرارتي كانال، از بافل هاي متخلخل و جامد مربعي شكل در موقعيت هاي گوناگون استفاده شد. در شبيه سازي ها، رژيم جريان آرام و حالت پايدار در نظر گرفته شد و بر روي ديواره پله شرايط مرزي شار حرارتي ثابت اعمال شده است. پارامترهايي نظير عدد ناسلت، عدد رينولدز، فاصله بافل از پله، ارتفاع و عرض بافل و همچنين تغييرات هندسي در شرايط بهينه سازي، در ضريب تخلخل ثابت ( )ε=0.65بررسي شدند. نتايج نشان دادند كه افزايش عدد رينولدز موجب تقويت اختلاط جريان و افزايش نرخ انتقال حرارت ميگردد. حضور بافل در كانال چه به صورت جامد و چه متخلخل، به طوركلي باعث افزايش عدد ناسلت ميشود، اما با افزايش افت فشار همراه است. مقايسه هندسه ها نشان داد كه بافل جامد بيشترين نرخ انتقال حرارت را فراهم ميكند، هرچند افت فشار آن نيز بيشتر است، درحاليكه بافل متخلخل به عنوان روشي كمهزينه با افت فشار كمتر مطرح است. بررسي تأثير ابعاد و موقعيت بافل نشان داد كه افزايش ارتفاع بافل به طور چشم گيري نرخ انتقال حرارت را افزايش ميدهد، درحاليكه افزايش عرض بافل تنها افت فشار را به شدت افزايش داده و تأثير ناچيزي بر انتقال حرارت دارد. همچنين، افزايش فاصله بافل از پله ها منجر به كاهش نرخ انتقال حرارت و شاخص عملكرد شد. از سوي ديگر، نتايج بيانگر آن بود كه سيال غيرنيوتني با غلظت بالاتر بهترين عملكرد حرارتي را به خود اختصاص داده است و با وجود افزايش افت فشار، به دليل غلبه نرخ انتقال حرارت، شاخص عملكرد آن بهبود يافته است. در مقابل، افزودن نانوذرات مس با غلظت %5به سيال پايه غيرنيوتني CMCبا غلظت %2نه تنها موجب بهبود انتقال حرارت نشد، بلكه نرخ انتقال حرارت و شاخص عملكرد در مقايسه با سيال پايه كاهش يافت و اين اثر منفي با افزايش عدد رينولدز بيشتر نمايان گرديد.واژگان كليدي: نانوذرات، سيالات نيوتني، سيالات غيرنيوتني، انتقال حرارت، پله پيشرو، پله پسرو، خنك كننده مايع، انبساط ناگهاني، انقباض ناگهاني، بافل