شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت نانوسیال در لوله دارای نوار مارپیچ

برای افزایش انتقال حرارت سیستم از نانوسیال به جای سیال پایه آب استفاده می شود. در این مطالعه علاوه بر استفاده از نانوسیال، از نوار مارپیچ نیز استفاده شده است. نسبت گام به قطر نوار، نسبت پیچش تعریف می شود. نسبت پیچش 04/3 و غلظت حجمی های 025/0، 05/0، 075/0 و 1/0 درصد در نظر گرفته شده است. شبیه سازی انتقال حرارت جریان نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در لوله دارای نوار مارپیچ با کنده هایی به شکل هندسی مثلث متساوی الاضلاع، مثلث قائم الزاویه و مربع به صورت عددی با نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت صورت گرفته است. سپس برای بررسی اهمیت شکل کنده روی نوارمارپیچ، نتایج حاصل از این شبیه سازی عددی با نتایج استخراج شده از مطالعه تجربی کورانا و سبودی مقایسه شده است. طبق پژوهش کورانا و همکارش، میزان انتقال حرارت نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در حالتی که نوار مارپیچ ساده باشد، کمتر و بهبود انتقال حرارت جریان درون لوله با استفاده از نوار مارپیچ دارای کنده زیگزاکی در بالاترین رینولدز و غلظت حجمی تعریف شده در این پژوهش، حدود 32% است. جهت نوآوری، بررسی انتقال حرارت و عملکرد نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم شکل کنده های روی نوار مارپیچ تغییر داده است. از کنده به شکل هندسی مربع، مثلث متساوی الاضلاع و مثلث قائم الزاویه استفاده شده است و پس از انجام شبیه سازی، مقدار انتقال حرارت جریان به هنگام درج کنده مربعی بیشتر از کنده مثلثی است. پس از انجام مقایسه بین نوارهای مارپیچ با کنده های متفاوت، کنده زیگزاگی بیشترین تاثیر در دفع گرما دارد.