دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 28 1 2026 06 22 Numerical Investigation of Heat Transfer and Flow Friction of Nanofluid in a Porous Steel Absorber Tube بررسی عددی انتقال گرما و اصطکاک جریان نانوسیال دریک لوله جاذب فولادی متخلخل 47 57 245137 10.22034/joae.2025.520888.1280 FA میثم محمودی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه ولایت، ایرانشهر Journal Article 2025 05 03 Nowadays, improving energy consumption and thermal performance of systems has attracted considerable attention from researchers. The use of nanofluids in porous media is a common method to enhance heat transfer rates. In this study, heat transfer and fluid flow inside a pipe containing a porous medium saturated with a nanofluid were numerically investigated. A two-dimensional model with the assumptions of laminar flow, constant temperature, and water-silver nanofluid was developed to enhance heat transfer. The main objective was to achieve simultaneously the lowest friction factor and the highest heat transfer rate. The study was conducted for a nanofluid volume fraction of f = 0.05, porosity ε in the range of 0.08 < ε < 0.98, and variable Darcy number in the range of 10⁻⁸ < Da < 10⁻², with friction factor CF = 0.19 and Nusselt number K = 6.09 for a steel pipe. The results showed that decreasing the Darcy number leads to an increase in the Nusselt number (approximately 94% along the pipe length) and friction factor. The enhanced heat transfer is attributed to the increased interaction between the nanofluid and the porous matrix. Larger Darcy numbers result in lower energy recovery compared to energy loss. Temperature reduction may also contribute to the increase in Nusselt number. Furthermore, increases in velocity, pressure, and Reynolds number along the pipe were identified as factors that raise the friction factor. امروزه، بهبود مصرف انرژی و عملکرد حرارتی سیستم‌ها مورد توجه محققین است. استفاده از نانوسیال در محیط متخلخل، روشی رایج برای افزایش نرخ انتقال گرما است. در این پژوهش، انتقال گرما و جریان درون یک لوله حاوی محیط متخلخل با نانوسیال بررسی عددی شده است. مدل‌سازی دو بعدی با فرض جریان آرام، دمای ثابت و نانوسیال آب-نقره، با هدف بهبود انتقال گرما انجام شده است. هدف اصلی، دستیابی همزمان به کمترین ضریب اصطکاک و بیشترین نرخ انتقال گرما است.. با شرایط نانوسیال در کسر حجمی0.05 با ضریب تخلخل، 0.08 < 𝜀 < 0.98و عدد دارسی متغییر،10−8 < 𝐷𝑎 < 10−2،  0.19 =CF وK = 6.09 برای یک لوله از جنس فولاد بررسی انجام شده است. این بررسی نشان داد که کاهش عدد دارسی منجر به افزایش عدد ناسلت (تقریباً 94 درصد در طول لوله) و ضریب اصطکاک می‌شود. افزایش انتقال گرما ناشی از افزایش اندرکنش بین نانوسیال و ماده متخلخل است. اعداد دارسی بزرگتر، بازیافت انرژی کمتری در مقایسه با هدررفت انرژی دارند. کاهش دما نیز می‌تواند دلیل دیگری برای افزایش عدد ناسلت باشد. افزایش سرعت، فشار و عدد رینولدز در طول لوله نیز عامل افزایش ضریب اصطکاک است. https://www.joae.ir/article_245137_b06838cf21feb2e82bca4bf4782e90bb.pdf