بررسی عددی ساختار کانال موجی شکل و استفاده از نانوسیالات بر تنش برشی وارد بر دیواره

در کار حاضر به بررسی عددی رفتار جریان نانوسیال و انتقال حرارت آن در یک مبدل با دیواره سینوسی در شرایط کاری مختلف پرداخته شد. در این راستا از نانوسیال با درصدهای حجمی مختلف و عدد رینولدز مختلف استفاده شده است. همچنین تاثیر هندسه های مختلف نیز پرداخته شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش در دامنه موج ها سبب بیشتر شدن تنش برشی وارد بر دیواره شده است. افزایش تنش برشی سبب افزایش در جدایش جریان و نیز جریان های برگشتی میشود که در نهایت افت فشار در کانال را تحت تاثیر قرار میدهد. برای دامنه صفر، تنش برشی روی دیواره بسیار کم و نزدیک به صفر میباشد در فاز ۱۸۰ خطوط جریان از هم دور شده بدین معنا که افت فشار بیشتر میشود. افزایش در افت فشار به معنای افزایش تنش برشی دیوار بوده و جدایش جریان را بیشتر میکند. افزایش در فاز موج سبب افزایش در تنش برشی میشود. اضافه میگردد که در فاز ۱۸۰ درجه جدایش جریان بشدت زیاد میشود که منجر به افت فشار میگردد. همچنین مشخص شد که افزایش طول موج سبب افت شدید در میزان تنش برشی وارد بر دیواره میشود. کاهش در تنش برشی سبب کاهش افت فشار شده وآشفتگی جریان نیز کاهش مییابد. با کاهش آشفتگی کارایی حرارتی مبدل کاهش میباشد. بنابراین یک مقدار مناسب برای طول موج باید حاصل شود. بعلاوه، تغییر در هندسه موج ها تاثیر محسوسی بر شکل جدایش جریان ندارد اما هندسه مثلثی بیشترین تنش برشی را داراست بنابراین بیشترین افت فشار را نیز خواهد داشت. لبه های تیز این هندسه سبب جدایش جریان شده است. علاوه بر این، کانال موجی سبب پیدایش جریان ثانویه شده و یک جریان گردابه ای نزدیک دیواره به وجود می آورد.پیدایش جریان برگشتی و گردابه ای سبب کاهش لایه مرزی حرارتی شده و نفوذ حرارتی به مرکز کانال افزایش مییابد. از طرفی افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم سبب بهبود ضریب هدایتی سیال پایه شده و انتقال حرارت را افزایش میدهد. در نهایت، با افزایش عدد رینولدز و نیز افزایش درصد نانوذرات با توجه به تاثیر مستقیم آن بر ضریب اصطکاک دیواره، سبب افزایش در تنش برشی دیواره میگردد