مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی عملکرد انتقال حرارت نانوسیال منیزیم اکسید (MgO) آب در جریان آشفته

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی عملکرد انتقال حرارت نانوسیال منیزیم اکسید (MgO) آب در جریان آشفته

عنوان لاتین

CFD modeling of heat transfer performance of MgO-water nanofluid under turbulent flow

در این مقاله مدل سازی دینامیک سیال محاسباتی (CFD) رفتار انتقال حرارت آشفته نانوسیال منیزیم اکسید آب در یک لوله دایره ای مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی تحت مدل آشفته k -ε دو بعدی انجام شد. سیال پایه آب خالص بوده و مقدار حجم نانو ذرات در سیال پایه به ترتیب برابر ٪625/0، ٪205/0، ٪25/0، ٪5/0و ٪1 درنظر گرفته شد. عدد رینولدز اعمال شده در محدوده 3000-19000 بود. سه مدل مجزا شامل تک فاز، حجم سیال (VOF) و مخلوط مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده های شبیه سازی شده با تطابق نسبتا خوب در مطالعات سابق وجود داشت. با توجه به کار آزمایشی (مطالعات انجام شده) و شبیه سازی (این تحقیق)، عدد ناسلت (Nu) با افزایش میزان حجم نانوسیال افزایش می یابد. با این حال، ضریب اصطکاک نانوسیال افزایش می یابد، اما اثر آن در مقایسه با افزایش انتقال گرما و عدد ناسلت، نادیده گرفته می شود. این نتیجه گرفته می شود که مدل های دو فاز ای نسبت به دیگر مدل ها، برای پیش بینی انتقال حرارت به ویژه در کسرهای حجمی بالاتر نانوذرات دقیق تر است. میانگین انحراف از داده های تجربی برای مدل تک فاز حدود 11 درصد بوده، در حالی که برای مدل دو فازی حدود 2 درصد مشاهده شد.

In this paper, Computational fluid dynamics (CFD) modeling of turbulent heat transfer behavior of Magnesium Oxide-water nanofluid in a circular tube was studied. The modeling was two dimensional under keε turbulence model. The base fluid was pure water and the volume fraction of nanoparticles in the base fluid was 0.0625%, 0.125%, 0.25%, 0.5% and 1%. The applied Reynolds number range was 3000 e19000. Three individual models including single phase, Volume of Fluid (VOF) and mixture were used. The results showed that the simulated data were in good agreement with the experimental ones available in the literature. According to the experimental work (literature) and simulation (this research), Nusselt number (Nu) increased with increasing the volume fraction of nanofluid. However friction factor of nanofluid increased but its effect was ignorable compared with the Nu on heat transfer increment. It was concluded that two phase models were more accurate than the others for heat transfer prediction particularly in the higher volume fractions of nanoparticle. The average deviation from experimental data for single phase model was about 11% whereas it was around 2% for two phase models.