بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، جریان نانوسیال آب- اکسید آلومینیم در یک محفظه مربعی شکل که در آن یک منبع گرمایی دما ثابت با زاویه نسبت به افق قرار گرفته است، بررسی شده است. هیتر تیغهای قرار گرفته در محفظه میتواند مدل مناسبی از تراشههای الکترونیکی باشد. دمای دیوارههای کناری ثابت و برابر با و در نظر گرفته میشود. همچنین دو دیوار بالایی و پایینی محفظه دارای شرط مرزی ادیاباتیک میباشند.
جریان نانوسیال از ورودیی که در پایین سمت راست محفظه قرار گرفته وارد و از خروجی که در بالا سمت راست آن قرار گرفته خارج میشود. نانوسیال نیوتنی و غیرقابل تراکم است. همچنین جریان آرام و در حالت دائم می باشد. در ابتدا اثر زاویه منبع گرمایی بر جریان مورد بررسی قرار گرفته است.
سپس اثر کسر حجمی نانوسیال بر جریان مورد ارزیابی قرار گرفته و در نهایت اثر تغییرات زاویه منبع گرمایی و کسر حجمی نانوسیال بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزایش کسر حجمی نانوذرات، انتقال حرارت افزایش پیدا کرده و از طرف دیگر باعث افت فشار بیشتر در محفظه می شود. همچنین، مقدار عدد ناسلت در زاویه 45 درجه منبع حرارتی بیشترین مقدار را داراست و انتقال حرارت بیشتری در این زاویه صورت می پذیرد.
-1 مقدمه
عملکرد تجهیزات حرارتی با به کارگیری تکنیک ها ی خاصی بهبود می یابد. به صورت کلی این تکنیک ها را می توان به دو دسته تکنیک ها ی فعال و تکنیک های غیرفعال تقسیم نمود. تکنیک های فعال به نیروهای خارجی نظیر میدان الکتریکی و مغناطیسی احتیاج دارند، در حالی که تکنیک های غیر فعال شامل اضافه کردن افزودنیها به سیالات و یا تغییر شکل هندسی سیستم حرارتی می باشد. استفاده نانوسیال ها جزء تکنیک های غیرفعال بهبود انتقال حرارت می باشند. جابجایی طبیعی در محفظهها با استفاده از نانوسیال، کاربردهای مهندسی زیادی از قبیل سیستمهای خنک کننده اجزای الکترونیکی، کلکتورهای ذخیره انرژی خورشیدی، سیستمهای رآکتور هستهای، آتش نشانی و نیروگاه ها دارد
از جمله این پژوهشها بررسی عددی کلته و همکاران است که انتقال حرارت جابجایی توأم را در یک محفظه مربعی با درپوش متحرک و یک منبع گرمایی مثلثی در داخل آن، مورد بررسی قرار دادهاند. دیوارهای عمودی و افقی محفظه عایق فرض شدهاند و دیوار بالای آن در دمای ثابت سرد با سرعت ثابت حرکت میکند و دیوار سمت راست در دمای ثابت سرد قرار گرفته است. آنها دریافتند که با افزایش کسر حجمی نانوذرات و کاهش قطر آنها انتقال حرارت افزایش مییابد.
میدان جریان و انتقال حرارت به دلیل وجود نیروهای شناوری در یک محفظه مربعی پر از نانوسیال که قسمتی از آن گرم شده، توس ازتپ و ابونادا بررسی شده است. هیتر دما ثابت با طول محدود در دیوار سمت چپ تعبیه شدهاست. دیوار سمت راست در دمای ثابت فرض شده است و بقیه دیوارها عایق در نظر گرفته شدهاند. محاسبات را بر اساس مقادیر متفاوت عدد ریلی، اندازه و موقعیت گرمکن، نسبت طول به عرض محفظه و کسر حجمی نانوذرات انجام دادهاند. نتایج آنها نشان داد که با افزایش کسر حجمی نانوذرات و طول هیتر نرخ انتقال حرارت افزایش مییابد.
امین الساداتی و قاسمی مطالعه-ای روی جابجایی آزاد در محفظه مربعی پر از نانوسیال با یک منبع حراراتی در کف انجام دادند. در این مقاله تأثیر عدد ریلی، محل و هندسه منبع حرارتی، کسرحجمی نانوذرات و نوع نانوذرات روی عملکرد سرمایش مطالعه شده است. نتایج نشان داد که اضافه کردن نانوذرات به آب خالص عملکرد سرمایش بهتری را ایجاد میکند مخصوصاً در اعداد ریلی کوچک این امر چشمگیرتر است. نوع نانوذرات، طول و محل گرمکن حرارتی روی دمای بیشینه گرمکن تأثیر معناداری دارد. هر چه نسبت حجمی ذرات بالاتر رود تغییرات ناسلت متوس در اعداد ریلی پایین بیشتر مشهود است.
در مقاله دیگری داودیان و رئیسی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه مربعی پر شده از نانوسیال آب-آلومینا را به صورت عددی بررسی کردند. درون این محفظه یک صفحه با ضخامت ناچیز قرار گرفته است که گرمایی تولید و جذب نمیکند. آنها دریافتند که با افزایش ارتفاع صفحه میانی، انتقال حرارت کاهش مییابد.
محمودینیز جریان و انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیالاتی که سیال پایه آنها آب بود در محفظه مربعی مورد بررسی قرار داد. در داخل این محفظه یک تیغه باریک گرمازا قرار گرفته که موقعیت و طول آن متفاوت است. وی تاثیر پارامترهایی همچون عدد ریلی، طول و موقعیت هیتر، کسر حجمی نانوذرات و نوع نانوسیالات بر روی جریان و انتقال حرارت را بررسی کرد. مشاهدات نشان دادند که در اعداد ریلی پایین عدد ناسلت در حالت هیتر افقی بیشترازحالت عمودی است درحالی که در اعداد ریلی بالا وضعیت هیتر تاثیری بر انتقال حرارت ندارد.
