مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی جریان جوشش اجباری نانو سیال آب/اکسید آلومینیوم در یک کانال عمودی

نویسندگان
دانشگاه شیراز
چکیده
امروزه پدیده ی جوشش به واسطه ی افزایش قابل توجهی که در ضرایب انتقال حرارت میدان جریان ایجاد می کند، مورد توجه بسیاری از محققین در حوزه های مختلف از جمله صنایع نفت، پتروشیمی و نیروگاهی می باشد. در این راستا ارتقای پارامترهای میدانی جهت افزایش انتقال حرارت در کنار استفاده از ذرات نانوی معلق در سیال پایه از مسایل مهم دیگر در این زمینه می باشد. در این مقاله، بکمک دینامیک سیالات محاسباتی تاثیر افزودن نانو ذره اکسید آلومینیومAl_2 O_3 در میدان جریان همراه با جوشش مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تحلیل میدان جریان از معادلات پیوستگی، مومنتم، انرژی برای هر فاز در دیدگاه اویلرین- اویلرین و همچنین از نحوه سهم بندی مدل شار حرارتی اعمالی به دیواره توسط موسسه تحقیقاتی رنسلر برای شرایط جوشش استفاده شده است. در کنار صحت سنجی مطالعه ی جریان جوششی مادون سرد، اثر افزودن نانوذره ی اکسید آلومینیوم به سیال پایه بر روی پارامترهای انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شد که با افزایش غلظت ذرات نانو، دمای دیواره اصطلاحا خنک تر و ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش قابل توجهی پیدا می کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of Water/〖Al〗_2 O_3 Nanofluid Forced Convective Boiling flow in a Vertical Channel

نویسندگان English

ataollah rabiee
Alireza Atf
shiraz university
چکیده English

Nowadays boiling phenomenon has been an important issue in various fields such as petroleum industries and nuclear power plants due to enhancement of the total heat transfer coefficient. One method to increase the level of heat transfer coefficient is to add certain nanoparticles such as 〖Al〗_2 O_3 to the base fluid. The present paper concerns the effect of nanoparticles on forced convective boiling within the general- purpose computational fluid dynamics (CFD) solver FLUENT. The governing equations solved are generalized phase continuity, momentum and energy equations. Wall boiling phenomena are modeled using the baseline mechanistic nucleate boiling model developed in Rensselaer Polytechnic Institute (RPI). To simulate the critical heat flux phenomenon, the RPI model is extended to the departure from nucleate boiling by partitioning wall heat flux to both liquid and vapor phases considering the existence of thin liquid wall film. In addition to validating the subcooled boiling phenomenon, the effect of aluminum oxide 〖Al〗_2 O_3 nanoparticles on heat transfer coefficients has been analyzed. It is concluded that by increasing the volume fraction of 〖Al〗_2 O_3 nanoparticles in the base fluid, wall temperature has been dropped and the heat transfer coefficients have been increased significantly.

کلیدواژه‌ها English

Nanoparticle
Boiling
CFD
Two phase flow