بررسي عددي جريان آشفته نانوسيال غيرنيوتني داخل لوله پيچ خورده پره دار با سطح مقطع بيضوي

در اين پژوهش جريان آشفته و انتقال حرارت جابه جايي اجباري محلول 5/0% كربوكسي متيل سلولز در آب به عنوان سيال پايه كه يك سيال غيرنيوتني با رفتار نازك شونده برشي است همراه با نانوذرات اكسيد مس داخل لوله پيچ خورده با سطح مقطع بيضي پره دار در اعداد رينولدز مختلف به صورت عددي بررسي شده است. براي مدل سازي جريان نانوسيال داخل لوله ها از مدل تك فاز با خواص ترموفيزيكي وابسته به دما با فرض جريان سه بعدي و تراكم ناپذير پايا و با صرفنظر از انتقال حرارت جابه جايي طبيعي و تشعشعي استفاده شده است. همچنين به منظور شبيه سازي و حل عددي معادلات جريان روش حجم محدود مورد استفاده قرار گرفته و براي مدل سازي جريان آشفته مدل دو معادله اي k-ε استاندارد بكار گرفته شده است. تاثيرات پيچ خوردگي ديواره لوله بر روي عدد ناسلت متوسط بررسي شده است. نتايج نشان مي دهد كه به دليل پيچ خوردگي سطح لوله يك جريان چرخشي و ثانويه قدرتمند در لوله شكل مي گيرد كه موجب اختلاط بهتر و افزايش عدد ناسلت متوسط تا 64% نسبت به لوله بيضوي صاف مي شود. علاوه بر اين ضريب اصطكاك در اين لوله تا 115% نسبت به لوله بيضوي صاف افزايش مي يابد. همچنين مشاهده شد با افزودن نانوذرات تا 5/1% به سيال پايه، بالاترين ميزان معيار ارزيابي عملكرد در لوله پيچ خورده پره دار به 43/1 در عدد رينولدز 4000 مي رسد.