تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,115 |
تعداد مقالات | 8,109 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,004,484 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,268,798 |
بررسی عددی جا به جایی ترکیبی در یک حفره تیغه دار با درپوش متحرک حاوی نانوسیال آلومینیوم اکسید/آب | ||
مکانیک سیالات و آیرودینامیک | ||
دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 30، اسفند 1401، صفحه 147-164 اصل مقاله (4.08 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
ایمان محمودی1؛ رضا قره داغی2؛ محمد مهدی دوستدار* 3 | ||
1گروه مهندسی مکانیک، دانشکده وپژوهشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران | ||
2گروه مهندسی مکانیک، دانشکده و پژوهشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران | ||
3هیئت علمی ، دانشکده و پژوهشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران | ||
تاریخ دریافت: 29 مهر 1401، تاریخ بازنگری: 05 بهمن 1401، تاریخ پذیرش: 01 اسفند 1401 | ||
چکیده | ||
در این مطالعه، جابهجایی ترکیبی درون حفره مربعی با درپوش متحرک همراه با تیغه به صورت عددی و با روش حجم محدود شبیهسازی شده است. حفرهی مورد بررسی دو بعدی بوده و تحت تاثیر گرانش قرار دارد و در راستای عمود بر صفحه، دوران میکند. دیوارهای راست و چپ حفره آدیاباتیک بوده و دیوار بالا، منبع گرم در دمای ثابت است. سطح پایین حفره، درپوش متحرکی است که حرکتی از مرکز به دو طرف داشته و به عنوان منبع سرد در دمای ثابت فرض میشود. تیغه داخل حفره نیز در دمایی مشابه با دیوار سرد فرض شده و دارای ارتفاعی معادل دو سوم ضلع حفره است. برای ضریب هدایت حرارتی نانوسیال از دادههای تجربی استفاده میشود. شبیهسازیها در عدد رینولدز ثابت ( ) و به منظور بررسی تاثیرات سه پارامتر زاویه شیب حفره، عدد ریچاردسون و کسر حجمی ذرات جامد بر خطوط همدما، خطوط جریان و مقدار ناسلت متوسط انجام میشوند که 36 حالت مختلف را به وجود میآوردند. از این 36 حالت برای مسئله، ملاحظه میگردد که افزایش زاویه شیب حفره با سطح مرجع (0 تا 90 درجه)، افزایش عدد ریچاردسون (01/0 تا 100) و افزایش کسر حجمی (0 تا 05/0) باعث افزایش مقدار ناسلت متوسط شده و بیشترین مقدار آن معادل حالت ، و است. افزایش کسر حجمی نانوسیال باعث افزایش تا در مقدار ناسلت متوسط میشود. همچنین نشان داده میشود که در مقادیر کم عدد ریچاردسون (معادل 01/0 در مسئلهی مورد بررسی)، زاویه شیب حفره تاثیری در پاسخ مسئله ندارد. | ||
کلیدواژهها | ||
جابهجایی ترکیبی؛ حفره؛ درپوش متحرک؛ تیغه؛ نانوسیال؛ شبیهسازی عددی | ||
مراجع | ||
[1] Hemmat Esfe, M., Akbari, M., Karimipour, A., Afrand, M., Mahian, O., Wongwises, S., “Mixed-Convection Flow And Heat Transfer In An Inclined Cavity Equipped To A Hot Obstacle Using Nanofluids Considering Temperature-Dependent Properties” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 85 , pp. 656–666 , 2015. [2] Siavashi, M., Yousofvand, R., Rezanejad, S., “Nanofluid And Porous Fins Effect On Natural Convection And Entropy Generation Of Flow Inside A Cavity” , Adv. Powder Technol. Vol 29 , pp. 142–156 , 2018. [3] Hasan, M. N., Samiuzzaman, K., Haque, S. H., Saha, S., Islam, M. Q., Mixed convection heat transfer inside a square cavity filled with Cu-water nanofluid, in: Procedia Eng., 2015: pp. 438–445. [4] Mehryan, S. A. M., Kashkooli, F. M., Ghalambaz, M., Chamkha, A. J., “Free Convection Of Hybrid Al2O3-Cu Water Nanofluid In A Differentially Heated Porous Cavity” , Adv. Powder Technol. Vol 28 , pp. 2295–2305 , 2017. [5] Mukesh Kumar, P. C., Chandrasekar, M., “A Review On Helically Coiled Tube Heat Exchanger Using Nanofluids” , Mater. Today Proc. , 2019. [6] Corcione, M., “Empirical Correlating Equations For Predicting The Effective Thermal Conductivity And Dynamic Viscosity Of Nanofluids” , Energy Convers. Manag. Vol 52 , pp. 789–793 , 2011. [7] Tiwari, A. K., Ghosh, P., Sarkar, J., “Heat Transfer And Pressure Drop Characteristics Of CeO2/Water Nanofluid In Plate Heat Exchanger” , Appl. Therm. Eng. Vol 57 , pp. 24–32 , 2013. [8] Pourhoseini, S. H., Naghizadeh, N., “An Experimental Study On Optimum Concentration Of Silver-Water Microfluid For Enhancing Heat Transfer Performance Of A Plate Heat Exchanger” , J. Taiwan Inst. Chem. Eng. Vol 75 , pp. 220–227 , 2017. [9] Yang, Y., Zhang, Z. G., Grulke, E. A., Anderson, W. B., Wu, G., “Heat Transfer Properties Of Nanoparticle-In-Fluid Dispersions (Nanofluids) In Laminar Flow” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 48 , pp. 1107–1116 , 2005. [10] Wang, X.-Q., Mujumdar, A. S., “Heat Transfer Characteristics Of Nanofluids: A Review” , Int. J. Therm. Sci. Vol 46 , pp. 1–19 , 2007. [11] Raisi, A., “The Effect Of Conductive Baffles On Natural Convection In A Power-Law Fluid-Filled Square Cavity” , J. Brazilian Soc. Mech. Sci. Eng. Vol 40 , pp. 33 , 2018. [12] Khanafer, K., AlAmiri, A., Bull, J., “Laminar Natural Convection Heat Transfer In A Differentially Heated Cavity With A Thin Porous Fin Attached To The Hot Wall” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 87 , pp. 59–70 , 2015. [13] Aly, A. M., Raizah, Z. A. S., “Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics Simulation Of Natural Convection In A Nanofluid-Filled Complex Wavy Porous Cavity With Inner Solid Particles” , Phys. A Stat. Mech. Its Appl. Vol 537 , pp. 122623 , 2020. [14] Alnaqi, A. A., Aghakhani, S., Pordanjani, A. H., Bakhtiari, R., Asadi, A., Tran, M.-D., “Effects Of Magnetic Field On The Convective Heat Transfer Rate And Entropy Generation Of A Nanofluid In An Inclined Square Cavity Equipped With A Conductor Fin: Considering The Radiation Effect” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 133 , pp. 256–267 , 2019. [15] Alkanhal, T. A., Sheikholeslami, M., Usman, M., Haq, R., Shafee, A., Al-Ahmadi, A. S., Tlili, I., “Thermal Management Of MHD Nanofluid Within The Porous Medium Enclosed In A Wavy Shaped Cavity With Square Obstacle In The Presence Of Radiation Heat Source” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 139 , pp. 87–94 , 2019. [16] Yaghoubi Emami, R., Siavashi, M., Shahriari Moghaddam, G., “The Effect Of Inclination Angle And Hot Wall Configuration On Cu-Water Nanofluid Natural Convection Inside A Porous Square Cavity” , Adv. Powder Technol. Vol 29 , pp. 519–536 , 2018. [17] Xu, D., Hu, Y., Li, D., “A Lattice Boltzmann Investigation Of Two-Phase Natural Convection Of Cu-Water Nanofluid In A Square Cavity” , Case Stud. Therm. Eng. Vol 13 , pp. 100358 , 2019. [18] Wang, L., Yang, X., Huang, C., Chai, Z., Shi, B., “Hybrid Lattice Boltzmann-TVD Simulation Of Natural Convection Of Nanofluids In A Partially Heated Square Cavity Using Buongiorno’s Model” , Appl. Therm. Eng. Vol 146 , pp. 318–327 , 2019. [19] Mansour, M. A., Siddiqa, S., Gorla, R. S. R., Rashad, A. M., “Effects Of Heat Source And Sink On Entropy Generation And MHD Natural Convection Of Al 2 O 3 -Cu/Water Hybrid Nanofluid Filled With Square Porous Cavity” , Therm. Sci. Eng. Prog. Vol 6 , pp. 57–71 , 2018. [20] Alsabery, A. I., Ismael, M. A., Chamkha, A. J., Hashim, I., “Mixed Convection Of Al 2 O 3 -Water Nanofluid In A Double Lid-Driven Square Cavity With A Solid Inner Insert Using Buongiorno’s Two-Phase Model” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 119 , pp. 939–961 , 2018. [21] Al-Rashed, A., Aich, W., Kolsi, L., Mahian, O., Hussein, A., Borjini, M., “Effects Of Movable-Baffle On Heat Transfer And Entropy Generation In A Cavity Saturated By CNT Suspensions: Three-Dimensional Modeling” , Entropy. Vol 19 , pp. 200 , 2017. [22] Ambarita, H., Kishinami, K., Daimaruya, M., Saitoh, T., Takahashi, H., Suzuki, J., “Laminar Natural Convection Heat Transfer In An Air Filled Square Cavity With Two Insulated Baffles Attached To Its Horizontal Walls” , Therm. Sci. Eng. Vol 14 , pp. 35–46 , 2006. [23] Waheed, M. A., “Mixed Convective Heat Transfer In Rectangular Enclosures Driven By A Continuously Moving Horizontal Plate” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 52 , pp. 5055–5063 , 2009. [24] Abu-Nada, E., Chamkha, A. J., “Mixed Convection Flow In A Lid-Driven Inclined Square Enclosure Filled With A Nanofluid” , Eur. J. Mech. - B/Fluids. Vol 29 , pp. 472–482 , 2010. [25] Talebi, F., Mahmoudi, A. H., Shahi, M., “Numerical Study Of Mixed Convection Flows In A Square Lid-Driven Cavity Utilizing Nanofluid” , Int. Commun. Heat Mass Transf. Vol 37 , pp. 79–90 , 2010. [26] Hemmat Esfe, M., Abbasian Arani, A. A., Niroumand, A. H., Yan, W. M., Karimipour, A., “Mixed Convection Heat Transfer From Surface-Mounted Block Heat Sources In A Horizontal Channel With Nanofluids” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 89 , pp. 783–791 , 2015. [27] Karimi, F., Xu, H., Wang, Z., Yang, M., Zhang, Y., “Numerical Simulation Of Steady Mixed Convection Around Two Heated Circular Cylinders In A Square Enclosure” , Heat Transf. Eng. Vol 37 , pp. 64–75 , 2016. [28] Wei, Y., Dou, H.-S., Wang, Z., Qian, Y., Yan, W., “Simulations Of Natural Convection Heat Transfer In An Enclosure At Different Rayleigh Number Using Lattice Boltzmann Method” , Comput. Fluids. Vol 124 , pp. 30–38 , 2016. [29] Rahmati, A. R., Tahery, A. A., “Numerical Study Of Nanofluid Natural Convection In A Square Cavity With A Hot Obstacle Using Lattice Boltzmann Method” , Alexandria Eng. J. Vol 57 , pp. 1271–1286 , 2018. [30] Ma, Y., Mohebbi, R., Rashidi, M. M., Yang, Z., Sheremet, M. A., “Numerical Study Of MHD Nanofluid Natural Convection In A Baffled U-Shaped Enclosure” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 130 , pp. 123–134 , 2019. [31] Selimefendigil, F., Öztop, H. F., “MHD Mixed Convection Of Nanofluid In A Flexible Walled Inclined Lid-Driven L-Shaped Cavity Under The Effect Of Internal Heat Generation” , Phys. A Stat. Mech. Its Appl. Vol 534 , pp. 122144 , 2019. [32] Fard, A. H., Hooshmand, P., Mohammaei, M., Ross, D., “Numerical Study On Free Convection In A U-Shaped CuO/Water Nanofluid-Filled Cavity With Different Aspect Ratios Using Double-MRT Lattice Boltzmann” , Therm. Sci. Eng. Prog. Vol 14 , pp. 100373 , 2019. [33] Kapil, M., Roy, D., Sharma, B., Rana, S. C., Pramanik, S., Barman, R. N., “A Numerical Study Of 2-D Convective Heat Transfer Of Nanofluid (Al2O3/H2O) In A Lid Driven Cavity With Square Cylinder At The Centre” , Mater. Today Proc. Vol 11 , pp. 700–707 , 2019. [34] Hadavand, M., Yousefzadeh, S., Akbari, O. A., Pourfattah, F., Nguyen, H. M., Asadi, A., “A Numerical Investigation On The Effects Of Mixed Convection Of Ag-Water Nanofluid Inside A Sim-Circular Lid-Driven Cavity On The Temperature Of An Electronic Silicon Chip” , Appl. Therm. Eng. Vol 162 , pp. 114298 , 2019. [35] Brinkman, H. C., “The Viscosity Of Concentrated Suspensions And Solutions” , J. Chem. Phys. Vol 20 , pp. 571–571 , 1952. [36] Hemmat Esfe, M., Afrand, M., Yan, W. M., Akbari, M., “Applicability Of Artificial Neural Network And Nonlinear Regression To Predict Thermal Conductivity Modeling Of Al2O3-Water Nanofluids Using Experimental Data” , Int. Commun. Heat Mass Transf. Vol 66 , pp. 246–249 , 2015. [37] Versteeg, H. K., Malalasekera, W., An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method, second, Pearson education, 2007. [38] Markatos, N. C., Pericleous, K. A., “Laminar And Turbulent Natural Convection In An Enclosed Cavity” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 27 , pp. 755–772 , 1984. [39] Khanafer, K. M., Al-Amiri, A. M., Pop, I., “Numerical Simulation Of Unsteady Mixed Convection In A Driven Cavity Using An Externally Excited Sliding Lid” , Eur. J. Mech. B/Fluids. Vol 26 , pp. 669–687 , 2007. [40] Tiwari, R. K., Das, M. K., “Heat Transfer Augmentation In A Two-Sided Lid-Driven Differentially Heated Square Cavity Utilizing Nanofluids” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 50 , pp. 2002–2018 , 2007. [41] Iwatsu, R., Hyun, J. M., Kuwahara, K., “Mixed Convection In A Driven Cavity With A Stable Vertical Temperature Gradient” , Int. J. Heat Mass Transf. Vol 36 , pp. 1601–1608 , 1993.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 51 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 30 |