مطالعه عددي تاثير نانو سيال بر انتقال حرارت جابجايي جريان آرام و آشفته در لوله‌هاي مستقيم و U شكل

Numerical Study of the Effect of Nanofluid on the Rate of Convective Heat Transfer in Laminar and Turbulent Flow Regime Inside the Straight Pipe and the U-bend

در اين مطالعه بر انتقال حرارت جابجايي آرام و آشفته نانوسيال درون لوله­ هاي مستقيم و U- شكل بصورت عددي و در حالت قائم مورد مطالعه قرار گرفته است. يكي از اهداف اصلي اين مطالعه مقايسه كارايي حرارتي لوله هاي مستقيم و U- شكل در شرايط مختلف مي باشد. نانو سيالات مورد بررسي حاوي سيال پايه آب و نانوذرات آلومينا با 1 و 4 درصد كسر حجمي مي ­باشند. معادلات حاكم به روش حجم محدود و با استفاده از مدل تك فازي حل شده­ اند. نتايج حاصل بيانگر افزايش انتقال حرارت و افت فشار با استفاده از نانوسيال مي­باشد كه با افزايش كسر حجمي نانو ذرات، انتقال حرارت بهبود بيشتري مي ­يابد. ديگر نتيجه مهم اين مطالعه بالاتر بودن انتقال حرارت در قسمت خميده لوله U- شكل نسبت به لوله ­هاي مستقيم قسمت ورودي و قسمت خروجي مي ­باشد.

In this paper, convective heat transfer of nanofluids in vertical straight and U-bend tubes have been studied numerically in both laminar and turbulent flow conditions. One of the main goals of this study is a comparison of heat transfer efficiency between straight and U-bend tubes in various conditions. Governing equations have been discretized and solved based on the control volume technique and using single-phase model. The obtained results indicate an enhancement of heat transfer and pressure drop with using nanofluids as working fluids and the heat transfer enhancement increases with an increase in nanoparticles volume fraction. The other most important result of this study is higher heat transfer in U-bend with respect to inlet and outlet straight tubes.