گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه ولایت، ایرانشهر
10.22034/joae.2025.520888.1280
چکیده
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.