شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال غیر نیوتنی درمحفظه استوانه ای

یکی از راه های افزایش نرخ انتقال حرارت اضافه کردن نانوذره به سیال و ساخت نانوسیال می باشد. انتقال حرارت جابجایی آزاد در هندسه استوانه ای، به دلیل استفاده گسترده آن ها در صنعت و مهندسی شیمی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مقاله انتقال حرارت جابجایی آزاد توسط نانوسیال غیرنیوتنی در یک محفظه استوانه ای شکل، به کمک دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرارگرفت. برای تهیه نانوسیال از دو نوع نانو ذره Al2O3 و TiO2 استفاده شد. تاثیر نوع و غلظت نانوذرات و نیز نسبت طول به قطر استوانه بر نرخ انتقال حرارت بررسی شد. استقلال حل از شبکه با آزمایش سه شبکه مختلف انجام شد و در نهایت بهترین شبکه از لحاظ دقت و زمان محاسبات انتخاب گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از روابط تجربی معتبر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج از تطابق خوبی با نتایج تجربی برخوردار بود. نتایج نشان داد که در غلظت های پایین نانوذره نرخ انتقال حرارت بصورت قابل توجهی افزایش می یابد. اما افزایش بیشتر غلظت نانوذره اثر منفی داشته و سبب کاهش نرخ انتقال می گردد. در واقع در یک غلظت بهینه برای نانوذره، میزان انتقال حرارت بیشینه است. همچنین نتایج نشان می دهد که اثر توزیع نانوذره TiO2 بیشتر از اثر توزیع نانوذره Al2O3 می باشد.