تحليل عددي تأثير چيدمان دو استوانه چرخان بر افزايش انتقال حرارت جريان نانوسيال تركيبي درون يك محفظه باز

Numerical Analysis of the Effect of Configurations of Double Rotating Cylinders on Heat Transfer Enhancement Hybrid Nanofluid Flow in a Vented Cavity

در مقاله حاضر، تأثير چيدمان‌هاي مختلف دو استوانه چرخان درون يك محفظه باز داراي دريچه‌هاي ورودي و خروجي بر الگوي جريان و افزايش انتقال حرارت جابجايي اجباري نانوسيال تركيبي اكسيد آلومينيوم-مس با پايه آب در محدوده رژيم آرام به صورت عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين مطالعه، تأثير پارامترهايي از قبيل چيدمان استوانه‌ها (A، B، C و D)، و همچنين سرعت زاويه‌اي چرخش استوانه‌ها (10- الي 10+)، عدد رينولدز (100 الي 500) و كسر حجمي نانوذرات 0/5 الي 3 درصد) بر الگوي جريان و انتقال حرارت بررسي شده است. نتايج حاكي از آن است كه چيدمان D نسبت به ساير چيدمان‌ها، داراي بيشترين مقدار افزايش انتقال حرارت و شاخص ارزيابي عملكرد مي‌باشد. همچنين نتايج نشان ميدهد كه با افزايش سرعت زاويه‌اي استوانه‌ها، عدد رينولدز جريان ورودي به محفظه و كسر حجمي، شاخص ارزيابي عملكرد افزايش مي‌يابد. همچنين با چرخش استوانه‌ها در جهت پادساعتگرد نسبت به چرخش ساعتگرد، شاخص ارزيابي عملكرد افزايش چشمگيري يافته و حدو1/30 برابر مي‌شود. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه نانوسيال تركيبي اكسيد آلومينيوم-مس با پايه آب، موجب افزايش عدد ناسلت متوسط نسبت به نانوسيال مس با پايه آب و همچنين افزايش شاخص ارزيابي عملكرد نسبت به نانوسيال اكسيد آلومينيوم با پايه آب مي‌شود.

In this paper, the effect of configurations of rotating cylinders in a vented cavity with inlet and outlet port on the flow field and heat transfer enhancement of forced convection of Al2O3/Cu-water hybrid nanofluid flow in the laminar regime is numerically investigated. In this study, the influence of parameters as configurations of cylinders (A, B, C, and D), as well as the rotational velocity of cylinders (from -10 to +10), Reynolds number (from 100 to 500), and the volume fraction of nanoparticles (from 0.5% to 3%) on the flow field and heat transfer are studied. Results indicate that the average Nusselt number and the Performance Evaluation Index for configuration D are higher than other configurations. Also, it is obvious that by increasing the rotational velocity of cylinders, Reynolds number, and the volume fraction of nanoparticles, the Performance Evaluation Index increases. Also, by rotating the cylinders in the counterclockwise rotation direction with respect to the clockwise rotation direction, the η increases about 1.30. The results show that Al2O3/Cu-water hybrid nanofluid causes heat transfer enhancement compared to the Cu-water nanofluid and it increases the Performance Evaluation Index compared to the Al2O3-water nanofluid.