اثرات مكش/دمش بر جريان و انتقال حرارت يك صفحه نفوذ پذير در حضور نانوسيال هاي مختلف

Effects of suction/injection on flow and heat transfer over a permeable surface in presence of different nanofluids

در اين پژوهش، جريان و انتقال حرارت نانوسيال روي يك صفحه نفوذپذير در حضور شرط مرزي جابجايي مورد بررسي قرار گرفته است. چهار نوع نانو سيال آب- مس، آب- آلومينا، آب- تيتانيا و آب- نقره براي بررسي انتخاب شده است. معادلات ديفرانسيل جزئي حاكم بر مساله با استفاده از حل تشابهي به معادلات ديفرانسيل معمولي تبديل و سپس با روش محاسبات عددي رانگ-كوتا-فلبرگ مرتبه چهارم-پنجم و استفاده از نرم افزار ميپل حل شده است. تاثيرات كسر حجمي نانوذرات، پارامتر شرط مرزي جابجايي و نوع نانوسيال در حالات مكش، صفحه نفوذ ناپذير و دمش بر پروفيل هاي سرعت و دما، عدد ناسلت محلي و ضريب اصطكاك پوسته اي محلي به ازاي نرخ هاي مختلفي از نفوذپذيري بررسي شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه برخي پارامترهاي فوق اثر متفاوتي در حالت مكش و دمش دارند. اثر تغيير كسر حجمي نانوذرات بر روي پروفيل هاي سرعت و دما و در نتيجه ضريب اصطكاك و عدد ناسلت محلي در حالت دمش خيلي بيشتر از حالت هاي مكش و صفحه نفوذناپذير مي باشد. در همه موارد با افزايش كسر حجمي نانوذرات مقدار عدد ناسلت محلي و ضريب اصطكاك افزايش مي يابد. بيشترين مقدار ضريب اصطكاك محلي در حالت هاي مكش و صفحه نفوذناپذير، براي نانوسيال آب نقره مشاهده شد در حالي كه بيشترين مقدار عدد ناسلت براي حالت مكش مربوط به نانوسيال آب- مس مي باشد.

In this study, flow and heat transfer of some nano-fluids over a permeable surface with convective boundary condition has been investigated. Four types of nano-fluids, i.e. Cu-water, Al2O3-water, TiO2-water and Ag-water are considered for investigation. The governing partial differential equations (PDEs) first transformed to ordinary differential equations (ODEs) using similarity solution method. The obtained equations are then solved numerically by making use of Runge–Kutta–Fehlberg fourth–fifth order’s (RKF45) method. The effects of nanoparticles type, volume fraction of nanoparticles, the type of permeability and convective boundary condition in three cases, i.e. suction, injection and impermeable surface, on the velocity and temperature variations as well as the local Nusselt number and skin friction coefficient are examined. The results show that some of the above parameters have different effects in suction and injection states. The effect of nanoparticle volume fraction on velocity and temperature variations and then the local skin-friction coefficient and local Nusselt number are noticeably larger than in injection rather than suction or impermeable surfaces. Generally, the increase of volume fraction leads to enhancement of local skin friction as well as Nusselt number. In the cases of suction and impermeable surfaces, the maximum friction coefficient was found with Ag-water as nano-fluid while the maximum Nusselt number is observed with Cu-water nanofluid in suction.