جابجایی آزاد نانو سیال در یک محفظه مربعی بافل دار

نوع مقاله: کاربردی

نویسندگان

دانشگاه شهرکرد

چکیده

در این مقاله جابجایی آزاد نانو سیال آب - مس در یک محفظه مربعی بافل دارکه دیواره سمت چپ آن در دمای گرم و دیواره سمت راست در دمای سرد قرار دارد و دیگر سطوح عایقند، به طور عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای موقعیت‌ها و طول‎های مختلف دو بافل که به دیواره گرم وصل شده اند میدان جریان و دما و نرخ انتقال حرارت پیش بینی شده است. مدل عددی که بر اساس الگوریتم سیمپل پایه گذاری شده است برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی استفاده شده است. علاوه بر موقعیت و طول بافلها اثر پارامترهایی چون عدد ریلی (106≥Ra≥103) و درصد حجمی نانو ذرات (05/0≥ ≥0) مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی ها مشاهده شد که افزایش عدد ریلی و درصد حجمی نانو ذرات باعث افزایش نوسلت متوسط روی هر دو دیواره گرم و سرد می‎شود. هم چنین افزایش طول بافل باعث افزایش نوسلت متوسط روی دیواره سرد وکاهش آن روی دیواره گرم می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

NANOFLUID NATURAL CONVECTION IN A BAFFLED SQUARE CAVITY

نویسندگان [English]

  • nasim ahmadi
  • behzad ghasemi
  • afrasiyab raisi
چکیده [English]

In this article the natural convection of nano-fluid water - copper in a square cavity has been studied numerically. The left wall is maintained at high temperature ,right wall is maintained at low temperature and the other walls are adiabatic. The numerical model is based on the SIMPLE algorithm is used to solve the equations of continuity, momentum and energy . The effects of pertinent parameters such as the position and length of the baffle, Rayleigh number and solid volume fraction, on the thermal performance of the cavity are examined. The results showed that, the increase of the Rayleigh number and volume fraction of nanoparticle increased the average Nusselt on both hot and cold walls. The results also showed that the average Nusselt numbers on cold wall increased and on hot wall decreased with increase of the baffle length.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heat transfer
  • Natural convection
  • Baffle
  • Cavity
  • Nanofluid

[1] Shi, X., Khodadadi, J. M., "Laminar convection heat transfer in a differentially heated square cavity due to a thin fin on the hot wall", J. Heat Transfer, vol. 125, pp. 624–634, 2003.

[2] Kandaswamy, P., Jinho, L., Abdul Hakeem, A., K., Saravanan, S., "Effect of baffle–cavity ratios on buoyancy convection in a cavity with mutually orthogonal heated baffles", Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 51, pp. 1830–1837, 2008.

[3] Bilgen, E., "Natural convection in cavities with a thin fin on the hot wall", Int. J. Heat and Mass Transfer, vol. 48, pp. 3493–3505, 2005.

[4] Khanafer, K., Vafai, K., Lightstone, M., "Buoyancy –driven heat transfer enhancement in a two -dimensional enclosure utilizing nanofluids", Int. J. Heat and Mass Transfer, vol. 46, pp. 3639–3653, 2003.

 [5] Aminossadati S, M. Ghasemi B."Natural convection cooling of a localized heat source at the bottom of a nanofluid–filled enclosure" European journal of mechanics B/fluids, vol. 2, pp. 630-640, 2009.

[6] Oztop, H. F., Abu-Nada, E., "Numerical study of natural convection in partially heated rectangular enclosures filled with nanofluids", Int. J. Heat Fluid Flow, vol. 29, pp. 1326–1336, 2008.

[7] Ghasemi B. Aminossadati S. M. "Brownian motion of nanoparticles in a triangular enclosure with natural convection" Int. J. Thermal Sciences, vol.49, pp.931-940, 2010.

[8] Brinkman, H. C., "The viscosity of concentrated suspensions and solution", J. Chem. Phys, vol. 20, pp. 571–581, 1952.

[9] Maxwell, J., "A Treatise on Electricity and Magnetism", Oxford University Press, Cambridge, UK, 1904.