مقایسه مدل های تکفازی، مخلوط دوفازی و اولری-اولری در شبیه سازی برخورد جت نانوسیالات

این مقاله به بررسی تبادل حرارت در برخورد جت نانوسیالات می پردازد. هدف، مقایسه مدل های تکفازی و دوفازی در تحلیل جریان نانوسیالات و هم چنین مطالعه رفتار سیال پایه و نانوذرات به طور مجزا در مدل دوفازی اولری-اولری می باشد. برای این منظور، برخورد جت نانوسیال آب/Al2O3 در حالت های مختلف با مدل های تکفازی، مخلوط دوفازی و دوفازی اولری-اولری شبیه سازی شده و نتایج به دستآمده مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. برای حل معادلات حاکم در هر سه مدل از روش حجممحدود استفاده می شود. صحت شبیه سازی های انجام شده با مقایسه نتایج به دستآمده با نتایج موجود به اثبات می رسد. نتایج نشان می دهند که در کلیه رویکردها، افزایش عدد رینولدز و بالارفتن کسر حجمی نانوذرات، بهبود تبادل حرارت را در پی دارد. در محاسبات انجام شده، مدلهای دوفازی انتقال حرارت بیشتری را نسبت به مدل تکفازی پیش بینی می کنند. مقایسه دقیق رویکردهای دوفازی نیز بیانگر انتقال حرارت بیشتر مدل اولری-اولری نسبت به مدل مخلوط می باشد. با این وجود، مشخص می شود که با افزایش عدد رینولدز و کاهش کسر حجمی نانوذرات، نتایج این دو روش به هم نزدیک تر می شوند. درنهایت، مدل اولری-اولری نشان می دهد که توزیع دما در سیال پایه و نانوذرات یکسان است اما توزیع سرعت ها با یکدیگر متفاوت می باشند.