حل تشابهي خنك كاري جريان لايه اي جوشان نانوسيال عبوري بر روي صفحه ي بسيار داغ با كسرحجمي متغير

A Similarity Solution of Laminar Boiling Flow of Nanofluids on a Superheated Surface Considering Variable Volume Fraction

در مقاله­ ي حاضر به مدلسازي و تحليل جريان لايه اي نانوسيال از روي صفحه­ ي بسيار داغ جهت افزايش انتقال گرما پرداخته شده است. تبخير شدن نانوسيال پس از تماس با سطح، افزايش كسر حجمي ذرات نانو در امتداد صفحه را در پي خواهد داشت. لذا خواص نانوسيال متغير و تابعي از موقعيت روي صفحه خواهد بود. معادلات حاكم شامل معادله پيوستگي، ممنتم و انرژي با حل تشابهي بلازيوس به معادلات ديفرانسيل معمولي تبديل شدند و با تركيب روش پرتابي و رانگ كوتا­ي مرتبه چهار براي هر مقطع از صفحه حل شدند. نتايج نشان مي­ دهد كه با نانو سيال­ آب-مس با كسر حجمي 0/2، انتقال گرما و آهنگ خنك­ كاري در كل صفحه در حدود 42% و پساي اصطكاكي كمتر از 15% افزايش م­ي يابد. علاوه بر اين، نتايج براي سطح متحرك در راستاي افزايش آهنگ خنك ­كاري در فرايندهايي همچون آب­ دهي فلزات داغ با هدف كنترل سختي فلز نشان داده شده­ اند.

Using the nanofluid instead of pure water is one of the ways for increasing the heat transfer and rate of cooling. This article studies the laminar flow of nanofluid over a superheated surface. The nanofluid evaporates after contact with the surface and as a result the volume fraction increases. The governing equation including continuity, momentum, and energy are transformed to ODE by similarity solution and solved using 4th order Rung-Kutta method with a shooting procedure. The results show that water-Cu with the volume fraction of 0.2, increases the heat transfer and rate of cooling about 42% and the drag force about 15%. Moreover, the results are demonstrated for moving surface to increase the rate of cooling of the quenching process and control the hardness of steels.