بررسی تاثیر هندسه و نوع نانو سیال در انتقال حرارت درون میکروکانال به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

هدف این مقاله، مطالعه عددی مشخصه های انتقال حرارتی و جریان نانوسیالات درون میکروکانال استوانه ای با سطح مقطع های مستطیلی، مثلثی و دایره ای و همچنین مقایسه سیال پایه آب و دی اتیلن گلایکول است. اندازه و شکل این مقطع ها تاثیر قابل توجهی روی عملکرد گرمایی  و هیدرولیکی مبدل حرارتی میکروکانال دارد. نانوسیالات استفاده شده در این تحقیق شامل آب و دی اتیلن گلایکول به عنوان سیال پایه و نانوذرات شامل  SiO2، Cu، Al2O3  و   CuO است.برای حل مسئله و استخراج داده های مورد نیاز یک شبیه سازی سه بعدی برای میکروکانال با استفاده از نرم افزار  ANSYS FLUENT 15.0   انجام شد و تاثیر شکل سطح مقطع جریان سیال و نوع نانو سیالات استفاده شده، روی پارامترهای انتقال حرارت و جریان سیال بررسی شد. از نتایج به دست آمده در این تحقیق، مشاهده می شود که با افزودن نانوذرات به سیال پایه میزان انتقال حرارت و افت فشار افزایش پیدا می کند. همچنین نتایج نشان می دهد که کانال های مستطیلی بهترین عملکرد را در بین سه هندسه بررسی شده دارا است و بدترین عملکرد مربوط به کانال های مثلثی است زیرا میزان ضریب انتقال حرارت جابه جایی در کانال های مستطیلی و دایره ای به ترتیب 19/26 و 10/88 درصد بیشتر از کانال های مثلثی گزارش شده است و در پایان، سیال پایه دی اتیلن گلایکول به جای آب در یک دبی یکسان استفاده شد و مشخص شد که عملکرد سیال پایه آب به مراتب بهتر از دی اتیلن گلایکول است به این ترتیب که ضریب انتقال حرارت جابه جایی برای سیال پایه آب در غلظت سه درصد نانوسیال  Al2O3  به میزان 80 درصد بیشتر از سیال پایه دی اتیلن گلایکول به دست آمد.