شبیه سازی عددی انتقال گرمای جابجایی ترکیبی نانوسیال درون کانال دارای حفره روباز با استفاده از مدل غیرهمگن بونگیورنو

در این مقاله، انتقال گرمای جابجایی ترکیبی نانوسیال مغناطیسی آب-اکسید آهن درون یک کانال دارای حفره روباز با دیواره گرم، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای مدل سازی نفوذ نانوذرات در سیال پایه از مدل غیر همگن بونگیورنو با فرض تاثیر ترموفورسس و براونی استفاده شده است. تقریب بوزینسک برای مدل سازی انتقال گرمای جابجایی آزاد بکار گرفته شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم SIMPLE، بصورت عددی حل شده اند. در ابتدا مقایسه ای مابین نتایج روش تکفازی و مدل غیر همگن حاضر انجام و سپس، تاثیر تغییرات پارامترهای مختلف مانند عدد رینولدز (10، 100 300 و 600)، کسر حجمی نانوذرات (02/0، 04/0 و 06/0) و عدد ریچاردسون (01/0، 1 و 10) به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل، با افزودن نانوذرات، بیشترین مقدار افزایش انتقال گرما در رینولدز های پایین (62/10 %) اتفاق می افتد. به واسطه غالب بودن مکانیزم نفوذ ناشی از اثرات ترموفروسس، کسر حجمی نانوذرات در نزدیکی دیواره گرم، کمتر از سایر نقاط می باشد. در عدد رینولدز 10، پدیده ترموفورسس تاثیر بیشتری بر روی نانوذرات نسبت به رینولدزهای بالا دارد.