جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 35 4 2017 01 20 Numerical Study of the Influence of Geometric Factors on Heat Transfer Using Water-Al2O3 Nanofluid in the Microchannels مطالعه عددی تأثیر عامل‌های هندسی بر انتقال گرمای نانو سیال آب ـ 3O2Al در یک میکروکانال 137 150 25832 FA هجیر کریمی یاسوج، دانشگاه یاسوج، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی شیمی محمدمهدی سبزه میدانی یاسوج، دانشگاه یاسوج، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی شیمی Journal Article 2016 07 19 In this study, the heat transfer and fluid flow, water-Al2O3nanofluid in a microchannel, two-dimensional rectangular in volume fractions 2%, 4%, 6% and 8% nanoparticles and Reynolds number from 10 to 50 using Computational Fluid Dynamics (CFD) has been investigated. The governing equations of continuity and momentum and thermal are solved by finite element method and by applying boundary conditions by using COMSOL Multiphysics 5.0 software. Simulation results have shown, the local Nusselt number water-Al2O3nanofluid in Reynolds number 6.9 and volume fractions 5% is a good agreement with experimental data. Increasing the Reynolds number leads to increases fluid velocity and increase the density of streamlines in the edge of the baffle and the creation of larger vortex flow that increases the heat transfer coefficient. By increasing the number of baffles leads to the formation of the recirculation zone, which increased outlet temperatures due to better heat exchange fluid to the walls of the microchannel. So that the output of fluid temperature in Reynolds number 40 in the microchannel six baffle and in the microchannel one baffle is 322.35 K and 314.9 K, respectively. By increasing the height of baffle, increase recirculation zone and then increase the heat transfer coefficient. In six baffle microchannel for Reynolds number 50, the value of pressure drop and the nusselt number is found to be 15 and 28 higher when compared with that Reynolds number in 10, respectively. But also the average output temperature is increased by increasing nanoparticle volume fractions and viscosity affected by size zone. For one baffle microchannel by rising nanoparticle volume fractions from 0.02 to 0.1, the temperature (K) enhancing 0.56 % percent. But the effect of the distance between the baffles, the average temperature of the microchannel output is low. این پژوهش به بررسی انتقال گرما و ساختار جریان، نانو سیال آب – آلومینیم اکسید در میکروکانال دو بعدی مستطیلی در جز حجمی2 %، 4 %، 6 % و 8% نانو ذره ها و عدد رینولدز 10 تا50 با استفاده از دینامیک سیال های محاسباتی (CFD) پرداخته است. مجموعه معادله های حاکم، پیوستگی و مومنتم و گرما به روش المان محدود با اعمال شرایط مرزی با کمک نرم افزار کامسول حل‌ شده است. عدد ناسلت محلی پیش بینی شده جریان نانو سیال آب ـ آلومینیم اکسید در عدد رینولدز 9/6 و 5% با داده‌های آزمایشگاهی تطابق خوبی دارد. نتیجه های شبیه سازی نشان دادند افزایش عدد رینولدز موجب افزایش سرعت سیال و افزایش تراکم خطوط جریان لبه تیغه و ایجاد گرداب های بزرگ تر جریان می‌شود که این پدیده موجب افزایش ناسلت می‌شود. همچنین افزایش تعداد تیغه‌ها موجب تشکیل مناطق چرخش جریان بیش تر می شود که این امر به سبب تبادل گرمای بهتر سیال با دیواره کانال و افزایش دمای خروجی میکروکانال می‌شود. به طوری که در رینولدز 40 دما خروجی سیال در میکروکانال شش تیغه 35/322 کلوین و در میکروکانال یک تیغه 9/314 کلوین می‌باشد. با افزایش ارتفاع تیغه وسعت منطقه چرخش بیش تر شده و در پی آن ضریب انتقال گرما افزایش می‌یابد. برای میکروکانال شش تیغه با افزایش عدد رینولدز از 10 به 50 میزان افت فشار 15 برابر و میزان ناسلت 28 برابر می شود. همچنین افزایش جز حجمی نانو ذره، مقدارهای متوسط دمای خروجی میکروکانال را افزایش داده و وسعت گرداب‌ها را با تأثیرگذاری بر گرانروی کاهش می‌دهد افزایش جز حجمی از 02/0 تا 1/0.برای میکروکانال تک تیغه دما را 56/0 درصد افزایش می‌یابد. ولی تأثیر فاصله بین تیغه‌ها، بر دمای متوسط خروجی میکروکانال کم می‌باشد

https://www.nsmsi.ir/article_25832_35296a4054db6816185054cbdc02e041.pdf