بررسی تاثیر نانوذرات در جریان آشفته یک لوله با شار حرارتی ثابت با رویکرد اویلری-لاگرانژی

در این مطالعه با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی تاثیر کسر حجمی، قطر ذرات در بازه عدد رینولدز 10 الی 100 هزار به روش حجم محدود و رویکرد اویلری-لاگرانژی برای دو حالت هندسه دو بعدی و سه بعدی در یک لوله بررسی شده است. همچنین تاثیر نیروی ترموفورس و براونی بر عدد ناسلت بررسی شده است. نتایج بدست آمده برای سه حالت با نیروی ترموفورس، با نیروی براونی و در غیاب این دو نیرو تا رینولدز 60 هزار با تقریب خوبی بر نتایج آزمایشگاهی منطبق بود. تاثیر نیروها و تفاوت اعداد ناسلت مربوطه از رینولدز بالای 60 هزار قابل مشاهده است. برای بررسی اضافه کردن نانوذره به عملکرد سیال پایه، ضریب عملکرد حرارتی تعریف شده است. نتایج نشان می دهد با افزودن نانو ذرات ضریب عملکرد حرارتی افزایش یافته به طوری که به عنوان مثال در رینولدز 60 هزار ضریب عملکرد برای کسر حجمی2،4 و 6درصد به ترتیب برابر 1/08، 1/22 و 1/6 است و با افزایش قطر نانوذرات 40،30،20،10 نانومتر به ترتیب به صورت 1/21 ، 1/13، 1/11، 1/09 کاهش می یابد.