بررسی عددی و تحلیلی اثرات تفرق حرارتی بر انتقال حرارت جریان نانوسیال درون یک کانال

در مطالعه حاضر انتقال حرارت جریان نانوسیال از داخل یک کانال با آرایش های مختلفی از تزریق نانوذرات به‬عنوان عناصر تفرق حرارتی، بررسی شده است. در پدیده انتقال حرارت حضور نانوذرات در جریان سیال به‬عنوان یکی از مهم ترین عوامل ایجاد تفرق یا پراکندگی حرارتی شناخته می‬شود. در این پژوهش نحوه توزیع عناصر تفرق حرارتی یا همان نانوذرات در کانال به سه صورت توزیع در منطقه مرکزی، توزیع در منطقه نزدیکی دیوار و توزیع در کل کانال درنظر گرفته شده است. اعتبارسنجی نتایج توسط راه حل تحلیلی برای یک وضعیت ساده مسئله و همچنین مقایسه با نتایج ارائه شده در مقالات گذشته، انجام شده است. حضور نانوذرات در منطقه مرکزی کانال، عدد ناسلت و ویژگی های انتقال حرارت را به شکل صعودی افزایش می دهد؛ اما برای آرایش مرزی، افزایش ضخامت نانوذرات تزریق شده منجر به یک رفتار صعودی- نزولی برای عدد ناسلت می شود، بنابراین در این توزیع، ضخامت بهینه ای برای عناصر تفرق به دست می آید. همچنین در بررسی توابع توزیع مختلف نانوذرات تزریق شده در کل کانال، مشاهده می شود که برخلاف توزیع سهموی که منجر به افزایش تقریبا خطی عدد ناسلت می شود، در توزیع نمایی و به خصوص به ازای مقادیر بزرگ تر ضریب تفرق، افزایش عدد ناسلت رفتاری غیرخطی دارد که مهم ترین وجه تمایز این دو تابع توزیع می باشد.