شبیه‌سازی عددی دوفازی نانوسیال در یک لوله با نوار چرخان: انتخاب مدل آشفتگی مناسب

چکیده مقاله

امروزه افزایش کارائی و بهینهسازی سیستمهای انرژی از اهمیت ویژهای برخوردار است. از اینرو، پژوهشها و بررسیها در زمینه علوم مربوط به انتقال حرارت مورد توجه محققان میباشد. از آن جا که انتقال حرارت توسط سیالات در کاربردهای مهندسی اهمیت فراوانی دارد، روشهای افزایش انتقال حرارت و عوامل موثر بر آن از قبیل خواص سیال و شرایط مرزی هندسه مورد مطالعه، موضوعات مهمی میباشند که باید مورد بررسی قرار گیرند. نانوسیالات، بهعنوان نوع جدیدی از سیالات دارای ضریب انتقال حرارت بالا، تقاضای فزآینده برای انتقال حرارت مناسب را با توجه به شرایط بهکارگیری آنها تا حدی تأمین میکنند. یکی دیگر از راهکارهای افزایش انتقال حرارت در مبدلهای حرارتی، افزایش طول پیمایش سیال و ایجاد جریانهای ثانویه میباشد. از جمله ابزارهای ایجاد چنین شرایطی، نوارهای پیچشی هستند که درون مبدلهای حرارتی بهکار گرفته میشوند. این نوارهای دارای مشخصات هندسی مختلفی میباشند و بهصورت تجاری در دسترس هستند. مطالعات عددی در این زمینه محدود میباشد. علاوه بر این تمام این مطالعات بهصورت تکفاز میباشند. با توجه به دقت مطالعه دوفازی در این زمینه مخصوصاً برای کسور حجمی بالا، در این مطالعه از مدل دوفاز اویلری-لاگرانژی استفاده شده است. مشکل اولیه در شبیهسازی حاضر انتخاب یک مدل آشفتگی مناسب است که هدف این مطالعه میباشد. پیشنهاد این مدل آشفتگی راهنمای سایر محققان خواهد بود.