بررسی تغییرات هیدرودینامیکی- حرارتی یک نانوسیال در یک لولۀ مجهز به نوار پیچشی

چکیده مقاله

انرژی حرارتی یکی از موارد مهم در اکثر صنایع است؛ زیرا تبدیل انرژی سوخت‌های فسیلی به انرژی حرارتی، تقریباً در تمام صنایع مرسوم رخ می‌دهد. ازاین‌رو و با توجه به کمبود منابع فسیلی و آلودگی روزافزون محیط‌زیست انسان، توجه به استفادۀ صحیح از انرژی حرارتی باید مورد توجه محققان قرار گیرد. در سال‌های اخیر، توجه به استفاده از فناوری‌های جدید در افزایش بازده سیستم‌های حرارتی از جمله مبدل‌های حرارتی، گسترش یافته است. از جمله این فناوری‌ها که مورد توجه مقالۀ حاضر است، استفادۀ همزمان از نانوسیالات و نیز نوارهای پیچشی جای‌گرفته درون لولۀ مبدل حرارتی است. در مطالعۀ عددی حاضر برای اولین بار از یک شبیه‌سازی عددی دوفازی اویلری-لاگرانژی در این هندسه، به‌منظور رفع کاستی‌های مطالعات تک‌فاز پیشین استفاده شده است. اثرات متغیرهای مستقلی چون کسر حجمی نانوذرات و عدد رینولدز و متغیرهای ساختاری نوار پیچشی همچون لقی و نسبت پیچش بر انتقال حرارت و ضریب اصطکاک بررسی شده‌اند. نتایج نشان داد جز رینولدز، سایر متغیرها اثرات کیفی یکسانی بر انتقال حرارت و ضریب اصطکاک دارند.