مدل‌سازی تاثیر تخلخل در کویل حرارتی خورشیدی پرشده با نانوسیال آب و al2o3

در این مطالعه به تجزیه و تحلیل جریان نانوسیال آلومینا با درصد حجمی‌های 2 و 4، در کویل غیرمتخلخل و متخلخل حرارتی تحت شار حرارتی خورشیدی ارائه شده‌ است. همچنین بررسی جامع ماهیت لایه‌های مرزی، توزیع سرعت و فشار و اثرات حرارتی درون محیط متخلخل فلزی مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌ است. برای حل مسئلۀ حاضر معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی برای نانوسیال درون کویل‌های استفاده شده‌ است. مقایسۀ بین نتایج عدد ناسلت متوسط در مدل حاضر و داده‌های آزمایشگاهی برای کویل بدون تخلخل تطابق قابل قبولی با حداکثر خطای 10.5% را نشان می‌دهد. با افزایش درصد حجمی نانوسیال در کویل متخلخل افت فشار نیز افزایش یافته به‌طوری ‌که بیشترین میزان افت فشار مربوط به نانوسیال 4% با مقدار 4.4 بار می‌باشد. با افزایش درصد حجمی نانوسیال میزان ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی و عدد ناسلت بیشتر خواهد شد و در نتیجه، انتقال حرارت در کویل حرارتی متخلخل افزایش پیدا خواهد کرد.

Modeling the Effect of Porosity on a Solar Water-cooled Coil Filled with Water and Al2O3 Nanofluid

This study focuses on the flow analysis of alumina nanofluid with volumetric ratios of 2% and 4% into nonporous and porous thermal coils under solar heat flux.. Furthermore, the comprehensive study of the nature of boundary layers, the pressure and velocity distributions, and the thermal effects inside the metal porous coil are discussed. To solve the problem, the equations of continuity, momentum, and energy for nanofluid into nonporous and porous coils are used. The comparison between results of average Nusselt number at the present model and experimental data for a nonporous coil shows an acceptable agreement with maximum error of 10.5%. In porous coil, increasing the volumetric ratio of nanofluid has resulted in an increase in the pressure losses where these largest values occurred at 4% volumetric ratio with a value of 4.4 bar. By increasing the volumetric ratio, the amount of convection heat transfer coefficient and Nusselt number are raised and, consequently, the transferred heat into the porous thermal coil will increase.