مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه عددی حل تشابهی جریان لایه مرزی جابجایی ترکیبی برای نانوسیال آب- مس از روی یک صفحه افقی

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه اصفهان
2 دانشگاه شهرکرد
چکیده
این مقاله به حل تشابهی لایه مرزی برای جریان جابجایی ترکیبی نانوسیال آب- مس عبوری از روی یک صفحه تخت افقی به صورت عددی پرداخته است. معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم با بکارگیری متغیرهای تشابهی مناسب به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و همزمان با روابط تغییر خواص نانوسیال به‌کمک روش اختلاف محدود کلرباکس حل شده اند. تاثیر تغییر در دمای سطح، کسر حجمی نانوذره و پارامتر جابجایی ترکیبی بر ضریب اصطکاک در جریان، عدد نوسلت و پروفیل سرعت و دما بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که عدد نوسلت جریان با افزایش کسرحجمی نانوذرات و پارامتر جابجایی ترکیبی افزایش می‌یابد، بطوریکه پارامتر معرف عدد نوسلت جریان برای نانوسیال آب- مس با کسر حجمی 4 درصدی نسبت به سیال خالص درحدود 10% افزایش داشته است. از طرفی پارامتر ضریب اصطکاک نیز در همین محدوده، در حدود 20% افزایش یافته است. با این وجود در مقادیر پائین تر پارامتر جابجائی ترکیبی، تاثیر حضور نانوذرات بر افزایش ضریب اصطکاک بیشتر خواهد شد. اثر دمای سطح نیز بر افزایش عدد نوسلت و کاهش ضریب اصطکاک، در کسر حجمی نانوذرات بالاتر و پارامتر جابجائی ترکیبی بالاتر، محسوس‌تر است. همچنین با افزایش دمای سطح، دمای نانوسیال در هر فاصله‌ای از سطح کاهش می یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A Numerical study of similarity solution for mixed-convection copper-water nanofluid boundary layer flow over a horizontal plate

نویسندگان English

Masoud Ziaei-Rad 1
Abbas kasaeipoor 2
1 عضو هیات علمی
2 Shahrekord University
چکیده English

This paper concerns with a similarity solution for mixed-convection boundary layer copper-water nanofluid flow over a horizontal flat plate. Appropriate similarity variables are used to convert the Governing PDEs to ODEs and the resultant equations with the nanofluid properties relations are discretized and solved simultaneously using finite-difference Keller-Box method. The effects of change in plate temperature, the volume fraction of nanoparticles, and the mixed-convection parameter, on friction coefficient, Nusselt number and velocity and temperature profiles are investigated. The results show that, the Nusselt number increases as the mixed-convection parameter and the volume fraction of nanoparticles increases. This enhancement is about 10 percent for the nanofluid with 4% volume fraction of nanoparticles, compared with the pure water. In this range, moreover, the friction coefficient parameter increases about 20 percent. However, the lower the mixed-convection parameter is, the effect of nanoparticles on the friction coefficient increment is more. The results also illustrate that the effect of the surface temperature on the increment of Nusselt number and on the reduction of friction coefficient is more considerable in higher mixed-convection parameter and volume fraction of nanoparticles. Also by increasing surface temperature, the temperature of nanofluid decreases at any surface distance.

کلیدواژه‌ها English

Boundary layer flow
Mixed convection
Numerical similarity solution
Nanofluid
horizontal plate