بررسی جریان انتقال حرارت با مکانیزم جابجایی آزاد در یک حفره پرشده با نانوسیال همراه با منبع گرمایی داخلی

چکیده مقاله

در بسیاری از کاربرد ها جابجایی طبیعی مکانیسم اصلی انتقال حرارت است. رسانایی حرارتی سیالات رایج مانند آب طراح را محدود می کند. سیالات شامل نانوذرات جامد راه حلی جهت این مشکل است. نانوسیال دارای رسانایی حرارتی موثر بزرگتری نسبت به سیال پایه است. در پ‍‍ژوهش مطالعه جریان جابجایی آزاد و انتقال حرارت در یک هندسه مشخص شامل یک حفره و یک منبع حرارتی درون آن مورد بررسی قرار می¬گیرد. هندسه شامل ترکیب دو محفظه عمودی و افقی است. حفره مورد نظر با نانوسیال آب– آلومینیوم اکسید پر شده است. مطالعه عددی برروی تاثیر پارامتر های جابجایی طبیعی و کسر حجمی نانوذره روی عدد ناسلت متوسط تمرکز دارد. همچنین خطوط همدما به سبب انتقال حرارت برای مقادیر مختلف رایلی و کسر حجمی آورده شده اند. معادلات حاکم توسط روش تفاضل محدود پنالتی با تکنیک باقیمانده وزنی گالرکین حل می شوند. تاثیر افزایش کسرحجمی ذرات نانو روی خطوط جریان و خطوط همدما بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می¬دهند که افزایش عدد بدون بعد رایلی سبب افزایش عدد متوسط ناسلت و لذا بهبود و افزایش انتقال حرارت می¬شود.