ارزیابی جریان جابجایی طبیعی حول استوانه داغ قرارگرفته در محفظه مربعی پر شده از نانوسیال با تغییر در شعاع و موقعیت استوانه

در این مطالعه تاثیر تغییرات پارامترهای مختلفی مانند موقعیت قرارگیری مانع داغ، شعاع مانع داغ دایره ای بر روی میدان جریان، میدان دما و میزان انتقال حرارت در محفظه با مانع داغ استوانه ای شکل مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی وضعیت های مختلف، شعاع مانع داغ دایره ای از 2/0 تا 3/0 طول ضلع، عدد رایلی بین 103 تا 107 و نانوسیال آب-مس (با قطر ذرات 40 نانومتر) با کسر حجمی از صفر تا 8 درصد مورد مطالعه قرار گرفته است. نحوه اثر گذاری هر یک از پارامترهای فوق و شدت و ضعف آن ها در کنترل میزان انتقال حرارت، به منظور ایجاد یک مکانیزم کنترلی بر روی میزان گرمایش و یا سرمایش در محفظه مربعی به همراه مانع داغ، هدف اصلی این تحقیق می باشد. نتایج این بررسی نشان می دهد در موقعیت هایی که مانع داغ دایره ای به دیواره پایینی نزدیک می شود، خطوط جریان و دما نسبت به سایر موقعیت ها، دچار تغییرات محسوس تری می گردد. از سوی دیگر با افزایش میزان کسر حجمی نانو ذرات، عدد ناسلت و به تبع آن انتقال حرارت افزایش یافته که این افزایش، تاثیر نانوذرات تعلیقی در آب را در بهبود انتقال حرارت محسوس تر می نماید. با افزایش کسر حجمی، نانوذرات مس در زمینه انتقال حرارت، عملکردی بسیار مطلوب تر از سیال پایه از خود نشان داده اند. همچنین بیشینه تغییرات عدد بدون بعد ناسلت نانو سیال در رایلی 103 و برای شعاع 3/0 طول ضلع به میزان 15/79 درصد افزایش نسبت به مانع به اندازه 15/0 طول ضلع نشان می دهد.