Investigation of Laminar Pulsating Nanofluid Flow and Heat Transfer in a Rectangular Channel

در اين مقاله، جريان نوساني دوبعدي آرام نانوسيال عبوري از يك كانال مستطيلي باديواره‌هاي همدما به صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته ‌است. براي حل معادلات ناوير-استوكس و انرژي، روش حجم محدود با شبكه جابه‌جاشده بكار رفته و براي ارتباط بين ميدان سرعت وفشار از الگوريتم سيمپل استفاده شده است. تاثير پارامترهاي گوناگوني از جمله كسر حجمي نانوذرات مختلف، عدد رينولدز، دامنه نوسانات و همچنين فركانس نوسانات بر روي نرخ انتقال حرارت و افت فشار از كانال بررسي گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش انتقال حرارت به شدت وابسته به تغييرات پارامترهاي موثر بر جريان نوساني نانوسيال است. همچنين مشاهده مي‌شود با افزايش كسر حجمي نانوذرات و دامنه نوسانات، عدد ناسلت كلي به‌صورت قابل توجهي افزايش مي‌يابد. همچنين با بررسي اثر جريان نوساني بر روي نانوذرات اكسيد آلومينيم مشخص مي‌شود كه افت فشار نانوسيال آب-‌اكسيدآلومينيم بيشتر از سيال خالص است.

In this study, two-dimensional pulsating unsteady flow of nanofluid through a rectangular channel with isothermal walls is investigated numerically. The set of resultant algebraic equations is solved simultaneously using SIMPLE algorithm to obtain the velocity and pressure distribution within the channel. The effects of several parameters, such as volume fraction of different nanoparticles, Reynolds number, and the amplitude and frequency of pulsation flow, on the rate of heat transfer and pressure drop are examined. The results show that the heat transfer enhancement on the target surface obtained by the flow pulsation highly depends on pulsating velocity. It can also be seen that total Nusselt number increases significantly due to increase in amplitude of pulsation and volume fraction of nanoparticles. Analysis also reveals that pressure drop for the alumina nanoparticles is much greater than that of the base fluid.