تاثیر هندسه و سیال داخل جداره بر عملکرد حرارتی هیدرولیکی یک کانال موجی شکل در جریان مغشوش

هدف از این مطالعه عددی بررسی تاثیر هندسه و نوع سیال داخل جداره بر افزایش عملکرد حرارتی هیدرولیکی یک کانال موجی شکل در جریان مغشوش است. کانال شامل دو ناحیه است. ناحیه اول سیال عبوری از کانال و ناحیه دوم سیال ساکن در بین جداره های کانال است. برای سیال ناحیه اول و دوم، هوا و نانو سیال دی اکسید تیتانیوم آب انتخاب شده است. نانوسیال بصورت همگن، تک فاز و غلظت حجمی یک درصد در نظر گرفته شده است.صفحات بالا و پایین کانال تحت شار حرارتی ثابت 616 وات بر مترمربع است. عدد رینولدز جریان سیال داخل کانال بین 3700 تا 40000 است. جریان سیال مغشوش در ناحیه اول به کمک مدل kε استاندارد شبیه سازی شده است. اثر استفاده از نوع سیال داخل جداره کانال، زاویه و ارتفاع موج بررسی شده است. نتایج نشان می دهد اگر نانوسیال دی اکسید تیتانیوم آب در ناحیه دوم و هوا در ناحیه اول باشد کانال بهترین عملکرد را خواهد داشت. زاویه 35 درجه به عنوان زاویه بهینه موج با بیشترین ضریب عملکرد حرارتی هیدرولیکی در رینولدز های 12000 تا 40000 حاصل شد. با افزایش ارتفاع موج از 4 به 6 میلی متر ضریب عملکرد حرارتی هیدرولیکی حدودا 65 تا 110 درصد افزایش می یابد. اثر ارتفاع موج بر افزایش ضریب عملکرد حرارتی هیدرولیکی نسبت به تغییر زاویه موج بیشتر قابل توجه است.

The effect of surface geometry and the fluid inside the channel wall on thermalhydraulic performance in sinusoidal corrugated channel in the turbulent fluid flow.

This numerical study carried out to find the effects of wall geometry and fluid content of a sinusoidal corrugated channel of turbulent fluid flow on increasing thermal hydraulic performance factor. The channel consisted of two zones namely, zone1 where the fluid pass through it, and zone2 where the fluid was trapped in the channel walls. . Air and TiO2water Nano fluid were used as fluid in 1st and 2nd zones. Nano fluid was homogeneous, singlephase, with volumetric concentration of 1%. The upper and lower plates of the channel were heated with a constant heat flux of 616 W/m2. The Reynolds numbers of fluid flow of channel were 3700 to 40,000. The turbulent fluid flow in the 1st zone was simulated using the standard kε model. The effects of fluid type used inside the channel wall and wave angle and wave height were investigated. The results showed that when the TiO2water nanofluid was in the 2nd zone and air passed through 1st zone, the channel performance was the best. The optimum wave angle is 35 degrees and produced the most thermalhydraulic performance factor in 12000 to 40000 Reynolds numbers. With increasing wave height from 4 to 6 mm, the thermalhydraulic performance coefficient increases from 65 to 110%. The effect of wave height on the increase of the thermalhydraulic performance coefficient was more significant than the wave angle change.