انتقال گرماي تركيبي جابجايي آزاد و رسانش در محفظه اي حاوي نانوسيال و سيال خالص جدا شده با يك مانع

Conjugate conduction and natural convection heat transfer in a cavity filled with nanofluid and purefluid which separated with an obstacle

هدف از مقاله حاضر، بررسي عددي اثر جنس سيال خالص (آب، هوا و اتيلن گليكول) بر ميدان جريان و آهنگ انتقال گرما محفظه اي حاوي نانوسيال و سيال خالص جدا شده با يك مانع است. نانوسيال مورد استفاده آب- اكسيد مس است. معادلات حاكم به روش حجم كنترل جبري شده و بر اساس الگوريتم SIMPLE به طور همزمان حل شده­اند. بررسي­ها نشان مي­دهد، در كليه حالت ها افزايش عدد گراشف باعث افزايش سرعت جريان و آهنگ انتقال گرما در محفظه مي­شود. در اعداد گراشف () انتقال گرما حاكم از نوع رسانش مي­باشد و با افزايش عدد گراشف () مكانيزم غالب انتقال گرما از نوع جابجايي خواهد شد. در محفظه حاوي هوا- نانوسيال، قدرت جريان گردابه ها در محفظه حاوي هوا خيلي بيشتر از محفظه حاوي نانوسيال است. اين در حالي است كه در محفظه حاوي اتيلن گليكول- نانوسيال، قدرت جريان گردابه ها در محفظه حاوي نانوسيال از محفظه حاوي اتيلن گليكول بيشتر است. در اعداد گراشف () ، آهنگ انتقال گرما روي ديواره گرم در حالي كه سيال خالص، هوا (%77/95) باشد، بيشتر از اتيلن گليكول (%34/70) و اتيلن گليكول بيشتر از آب (%14/50) است. در اعداد گراشف () ، آهنگ انتقال گرما روي ديواره گرم در حالي كه سيال خالص، اتيلن گليكول (%33/67) باشد، بيشتر از هوا (%41/56) و هوا بيشتر از آب (%93/50) است. اين در حالي است كه در همه اعداد گراشف، آهنگ انتقال گرما روي ديواره سرد در حالي كه سيال خالص، آب (%86/49) باشد، بيشتر از اتيلن گليكول (%73/16) و اتيلن گليكول بيشتر از هوا (%23/4) است.

The purpose of present paper is numerical study of the effect of pure fluid (water, air and ethilen glicon) on flow field and heat transfer rate of a cavity contatining nano fluid and pure fluid which separated with an obstacle. we used water-copper oxide as nano fluid. governing equations are derived based on volume controll method and solved base on SIMPLE method together. results show that, increasing Grashof number will cause rise of flow speed and heat transfer rate in cavity. in ( , ) Grashof numbers, conduction is the dominated heat transfer and with increasement of Grashof number ( , ), mechanism changes from conduction to convection. in cavity containing air-nano fluid, the strength of vorticities in cavity containg air () is greater than the nano fluid one (). while in the cavity containing nano fluid-ethilen glicon (), vorticity strength is greater in cavity containing nano fluid (). in low Grashof numbers, heat transfer rate on hot wall, while the pure fluid is air (95.77%), is greater than ethilen glicon (70.34%) and ethilen glicon is greater than water (50.14%). in high Grashof numbers heat trasnfer rate on hot wall, while the pure fluid is ethilen glicon (67.33%), is greater than air (56.41%) and air is greater than water (50.93%). while in all Grashof numbers heat transfer rate on cold wall,