حل عددي و بهينه سازي جريان آشفته نانو سيال و انتقال حرارت در مبدل هاي حفره اي زمين گرمايي

Numerical simulation of turbulent nanofluid flow and heat transfer in geothermal borehole heat exchangers

در مقاله حاضر حل عددي جريان آشفته با خواص متغيرسيال به همراه انتقال حرارت در يك مبدل زمين گرمايي از نوع هم محور در چند هندسه مختلف با نرم افزار فلوئنت در نظر گرفته شده است. پس از اعتبار سنجي نتايج بدست آمده با توجه به داده هاي موجود، عملكرد انتقال حرارتي و هيدروديناميكي با تغيير نسبت شعاع هاي داخلي و خارجي پرداخته بررسي شده است. در ادامه با استفاده از نانو سيال آب/اكسيد آلومينيوم كه عملكرد حرارتي قابل قبولي را در مقايسه با نانوسيالات ديگر دارد، براي مقادير مختلف كسر حجمي نانوسيال، تغييرات پارامتر اصلي انتقال حرارت يعني ضريب انتقال حرارت جابهجايي مورد بررسي قرار گرفته است

In this paper, numerical simulation of turbulent nanofluid flow with variable thermophysical properties inside geothermal coaxial borehole heat exchangers by fluent is presented. After the validation of the results by comparing them with available data in the literature, the effects of geometric parameters such as diameter ratios on the hydrodynamics and thermal performance of the heat exchanegr are investigated. Finally, the application of the water /Al2O3 nanofluid (which has suitable performance in heat transfer) with different nanoparticles volume fractions in the borehole heat exchanger is studied and the convection heat transfer coefficient is obtained as a function of nanoparticles volume fraction.