در بررسی مسئله انتقال حرارت جا به ­جایی برای یک سیال پایه عاری از ذرات نانومتری ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی را از طریق روابط تجربی و نیمه تجربی و با توجه به خواص فیزیکی سیال و نیوتنی و غیر نیوتنی بودن آن می­توان تعیین کرد.
پایان نامه - مقاله - پروژه
ازجمله روابطی که برای انتقال حرارت جا به ­جایی توسط سیال پایه بکار می­رود می­توان به معادلات زیر اشاره کرد. [۳۹].
معادله سیدر[۸۶] و تیت[۸۷] [۳۹] مقدار عدد ناسلت را برای جریان آرام در درون یک لوله به‌صورت تابعی از اعداد بی‌بعد رینولدز و پرانتل به شکل زیر ارائه می­نماید.

 

  (۱-۵۱)

در رابطه بالا Nu عدد ناسلت، Re عدد رینولدز، Pr عدد پرانتل و  لزجت سیال است. جمله نیز نشان‌دهنده اثر تغییرات لزجت سیال بر مقدار انتقال حرارت جا به ­جایی است.
رابطه دیگر مورد استفاده در تعیین عدد ناسلت برای جا به ­جایی رابطه کیز [۳۹] برای شرط مرزی دمای ثابت سطح است. شکل ریاضی رابطه کیز به‌صورت زیر است

 

  (۱-۵۲)

همچنین برای تعیین عدد ناسلت به معادله شاه[۸۸] [۳۹] می­توان اشاره کرد. شکل ریاضی این معادله به‌صورت زیر است،

 

  (۱-۵۳)

برای جریان مغشوش در درون لوله می­توان از معادله دیتوس-بولتر نیز عدد ناسلت را محاسبه کرد این معادله به‌صورت زیر است،

 

  (۱-۵۴)

آزمایش­های تجربی نشان داده­اند که با افزودن نانوذرات به سیال پایه مقدار انتقال حرارت افزایش می­یابد. دلایل این افزایش را در نانوسیالات به تشدید اغتشاش چرخابه­ها، کوچک شدن ضخامت لایه‌مرزی، پراکندگی معکوس نانوذرات معلق، افزایش قابل­ملاحظه ضریب هدایت حرارتی و نیز ظرفیت حرارتی سیال ربط دهند .[۴۰]. به همین دلایل ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی نانوسیالات را تابعی از خواص، ابعاد و جز حجمی نانوذرات معلق و سرعت جریان می­توان در نظر گرفت.
نانوسیالات بیشتر شبیه یک سیال رفتار می­ کند تا یک مخلوط متداول جامد–مایع که در آن ذرات نسبتا بزرگ با ابعاد میکرومتر یا میلی‌متر پراکنده ‌شده‌اند. با این‌وجود نانوسیال دارای طبیعت یک سیال دو فازی بوده و برخی از مشخصات مخلوط­های جامد– مایع را نیز دارا می­باشد. جریان نانوسیال تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند جاذبه حرکت براونی، نیروی اصطکاک بین سیال و ذره، پدیده نفوذ براونی و پراکندگی قرار می­گیرد. حرکت اتفاقی نانوذرات معلق نرخ تبادل انرژی در سیال را افزایش می­دهد. پراکندگی موجب تخت شدن توزیع دما گشته و گرادیان دمای بین دیواره و سیال را افزایش داده و سبب افزایش نرخ انتقال حرارت می­ شود . [۴۰].
با در نظر گرفتن تفاوت رفتاری نانوسیال با سیال پایه می­توان تابعیت عدد ناسلت از پارامترهای مختلف را برای نانوسیالات به‌صورت زیر نمایش داد. [۴۰].،

 

  (۱-۵۵)
موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...