حل عددی جابه‌جایی ترکیبی جریان نانوسیال غیرنیوتنی در کانال حاوی موانع

Abstract

در این تحلیل جابه‌جایی ترکیبی جریان آرام نانوسیالات با سیال پایۀ غیرنیوتنی (سدیم الگنیت) برپایۀ مدل شبه‌پلاستیک همراه با نانوذرات اکسید آلومینیم در کانال مستطیلی دوبعدی (با عمق نامحدود) حاوی موانع متعدد مطالعه شده است. دمای سیال ورودی به کانال مستطیلی‌شکل، یکنواخت و کمتر از دیواره‌ها بوده است و دیواره‌های کانال دارای شرایط دمای ثابت‌اند. برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی به‌صورت عددی از روش حجم محدود با الگوریتم سیمپلر استفاده شده است. در این تحقیق تأثیر تعداد و ارتفاع موانع، کسر حجمی نانوذرات در سیال پایۀ غیرنیوتنی، عدد ریچاردسون و عدد رینولدز بر نرخ انتقال حرارت و افت فشار به‌صورت عدد ناسلت و ضریب اصطکاک بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش ذرات جامد آلومینیم در سیال غیرنیوتنی الگنیت سدیم سبب افزایش انتقال حرارت و ضریب اصطکاک در طول کانال می‌شود، همچنین با افزایش عدد رینولدز میزان انتقال حرارت در کانال افزایش می‌یابد. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع موانع ازH/3 به H/2 سبب افزایش 10درصد در عدد ناسلت متوسط و 13درصد در ضریب اصطکاک متوسط خواهد شد. نتایج مطالعات نشان داد که افزایش عدد ریچاردسون سبب کاهش عدد ناسلت و ضریب اصطکاک خواهد شد. افزایش تعداد موانع از ۳ به ۵عدد سبب کاهش5/3درصدی در عدد ناسلت خواهد شد