فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی اجباری و افت فشار در جریان توربولانس در محیط نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با استفاده از رویکرد تک فازی و دو فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران
10.48301/kssa.2025.508826.3155
چکیده
در این مقاله انتقال حرارت جابجایی و افت فشار در محیط نانوسیال آب -آلومینا در درون یک لوله به روش عددی مطالعه شده است. در مطالعه عددی از دو روش تک فازی و دو فازی اویلرین استفاده شده است. لوله تحت شار حرارتی ثابت قرار داشته و محدوده‌ی عدد رینولدز بین 3000 تا 9000 می باشد. در مدل سازی تک فازی نانوسیال، خواص حرارتی و جریانی نانوسیال وابسته به دما و کسر حجمی در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده بیانگر افزایش ضریب انتقال حرارت و افت فشار در نانوسیال نسبت به سیال پایه می‌باشد. افزایش عدد رینولدزجریان وکسر حجمی، باعث افزایش عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت خواهد شد.با افزایش کسر حجمی نانوسیال ضریب اصطکاک تغییر چندانی نمی کند ولی با افزایش عدد رینولدز کاهش می یابد. مقایسه نتایج این مطالعه عددی با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که نتایج تحلیل تک فازی با نتایج آزمایشگاهی نزدیکتر است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical study of forced convection heat transfer and pressure drop in turbulence flow in water-aluminum oxide nanofluid environment using single-phase and two-phase approach

نویسندگان English

Mohammad Ali Kazemi 1
Amir Basiriparsa 2
1 Department of Mechanical Engineering, National University of Skills (NUS), Tehran , Iran
2 Mechanical engineering department,- Hamedan university of technology- Hamedan- Iran
چکیده English

In this article, displacement heat transfer and pressure drop in the water-alumina nanofluid medium inside a tube have been studied numerically. In the numerical study, two single-phase and two-phase Eulerian methods have been used. The tube is under constant heat flux and the range of Reynolds number is between 3000 and 9000. In single-phase nanofluid modeling, thermal and flow properties of nanofluid dependent on temperature and volume fraction are considered. The obtained results indicate an increase in the heat transfer coefficient and pressure drop in the nanofluid compared to the base fluid. An increase in the Reynolds number of the volumetric flow will cause an increase in the Nusselt number and the heat transfer coefficient. With the increase in the volume fraction of the nanofluid, the friction coefficient does not change much, but It decreases with increasing Reynolds number. Comparing the results of this numerical study with laboratory results shows that the results of single-phase analysis are closer to the laboratory results.

کلیدواژه‌ها English

Numerical solution
Nanofluid
Two phase heat transfer
Turbulent

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 17 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 14 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 29 فروردین 1404
  • تاریخ پذیرش 06 آبان 1404