تحلیل عددی و آماری نانوسیال بوهمیت-آلومینا در یک چاه گرمایی استوانه ای با مینی کانال های مارپیچ به روش تاگوچی

در این تحقیق، کارایی گرمایی-هیدرولیکی نانوسیال بوهمیت- آلومینا بر پایه آب در یک چاه گرمایی استوانه ای با مینی کانال های مارپیچ به صورت عددی بررسی شده است. فاکتورهای طراحی در چهار سطح شامل زاویه مارپیچ مینی کانال ها، عدد رینولدز، شکل نانوذرات و کسر حجمی نانوذرات انتخاب شدند. برای انجام تحلیل حساسیت فاکتورهای طراحی، از روش تاگوچی با آرایه متعامد l16 و تحلیل آماری واریانس استفاده شده است. عدد ناسلت، ضریب اصطکاک فانینگ و ضریب کارایی گرمایی کل به عنوان پارامترهای خروجی محاسبه شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که زاویه مارپیچ مینی کانال‌ها و شکل نانوذرات نقش حیاتی در عدد ناسلت و ضریب اصطکاک فانینگ با مجموع نسبت‌های مشارکت دو فاکتور به ترتیب %85/21 و %96 دارد. همچنین، زاویه مارپیچ مینی کانال ها 93%/47 در ضریب عملکرد حرارتی کل سهم دارد. ترکیب بهینه برای عدد ناسلت و ضریب کارایی گرمایی کل برابر a1b4c4d4 به دست می آید. به طور کلی، مینی کانال مارپیچ با نانوسیال بوهمیت -آلومینا می تواند به عنوان خنک کننده ترجیحی برای منابع گرمایی استوانه ای مفید باشد.

numerical and statistical analysis of boehmite alumina nanofluid in a cylindrical heat sink with helical minichannels using taguchi method

in this research, hydrothermal performance of boehmite alumina nanofluid based on water in a cylindrical heat sink with helicalminichannels is investigated numerically. the design factors were selected at four levels including the helix angle of minichannels,the reynolds number, the nanoparticles shape and volume fraction of nanoparticles. to perform sensitivity analysis of designfactors, the taguchi method with l16 orthogonal array and statistical analysis of variance are used.the nusselt number, the fanningfriction factor and the total thermal performance factor were computed as the output parameters. the obtained results showed thatthe helix angle of minichannels and the nanoparticles shape have a vital role in the nusselt number and the fanning friction factorwith the sum of the contribution ratios of the two factors 85.21% and 96%, respectively. also, the helix angle of minichannels has a47.93% contribution in the total thermal performance factor.the optimal combination for the nusselt number and the total thermalperformance factor is acquired as a1b4c4d4. overall, the helical minichannel with boehmite alumina nanofluid can be useful as apreferred cooling for the cylindrical heat sources.