مطالعه عددي انتقال نانوذرات در جابه جايي طبيعي نانوسيال آب- اكسيد آلومينيوم با خواص متغير در يك محفظه مربعي

Numerical study of nanoparticles transport in natural convection of water-Al2O3 nanofluid with variable properties in a square enclosure

ميدان جريان، انتقال حرارت و انتقال نانوذرات در جابجايي آزاد نانوسيال آب-اكسيد آلومينيوم در يك محفظه مربعي مدلسازي و بصورت عددي مطالعه شده است. معادلات حاكم با شرايط مرزي معين با استفاده از روش حجم محدود حل شده اند. مكانيزم هاي انتقال نانوذرات شامل پخش براوني و ترموفورسيس كه باعث ناهمگني نانوسيال مي شود تحت عنوان مدل انتقال در نظر گرفته شده و نشان داده شده است كه مدل انتقال نسبت به مدل همگن با خواص معادل، تطابق بهتري با نتايج تجربي دارد. مكانيزم هاي انتقال نانوذرات با اثر گذاشتن بر نيروي شناوري، انتقال حرارت را كاهش داده و باعث به وجود آمدن گردابه هاي كوچكي در مجاورت ديوارهاي بالايي و پاييني محفظه مي شود.

In this numerical study, flow field, heat transfer and nanoparticles transport in Al2O3-water nanofluid natural convection in a square cavity are investigated. The governing equations are discretized using the control volume method. Transport mechanisms including Brownian diffusion and thermophoresis that cause heterogeneity are considered in nanoparticles transport model. It is shown that a better agreement with experimental results is achieved considering the transport model compared to the homogeneous model with equivalent properties. Transport mechanisms of nanoparticles affect buoyancy force and reduce heat transfer and cause formation of a small vortex near the top and bottom walls of the cavity.