بررسي مقايسه‌اي انتقال حرارت نانوسيال در كانال حلقوي عمودي با شار حرارتي كسينوسي به روش‌ تجربي و عددي

يكي از روش‌هاي بهبود عملكرد انتقال حرارت جابه‌جايي، افزايش ضريب انتقال حرارت سيال عامل است. يكي از راهكارهاي افزايش ضريب انتقال حرارت سيال، اضافه كردن نانوذرات فلزي يا غيرفلزي به سيال پايه است كه به آن نانوسيال مي‌گويند. پژوهش در زمينه‌ي نانوسيال‌ها در دو دهه اخير رشد فراواني كرده است. در مطالعه حاضر، اثر تركيب همگن نانوذرات Al2O3 و TiO2 با آب ديونيزه شده، بررسي‌ مي‌شود. عملكرد ترموهيدروليكي نانوسيال داخل كانال عمودي به روش‌هاي تجربي و عددي براي حالت آشفته و جريان آرام تحليل مي‌شود. مدل اغتشاشي استفاده‌شده در شبيه‌سازي عددي، مدل k- epsilon; است. ميله گرم‌كن داخل محفظه آزمايش، شار حرارتي كسينوسي يك كيلوواتي توليد مي‌كند. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش غلظت نانوذرات، حداكثر دماي ميله را به مقدار قابل ‌توجهي كاهش مي‌دهد. استفاده از نانوسيال همگن ۱٪ ميزان دماي بيشينه را نسبت به آب خالص به ميزان ۲۰٪ در رينولدز ۹۵۰ و 9.5٪ در رينولدز ۴۲۰۰ كاهش مي‌دهد. همچنين ضريب انتقال حرارت با افزودن نانوذرات افزايش مي‌يابد. نتايج به‌دست‌آمده از مدل اغتشاشي k- epsilon; و روش تجربي، تفاوت ۱۰٪ تا ۱۳٪ را نشان مي‌دهد. پژوهش انجام‌شده نشان مي‌دهد، نانوسيال تركيبي با عملكرد حرارتي مناسب، مي‌تواند يكي از سيالات عامل در سيكل‌هاي حرارتي آينده باشد.