دانلود ترجمه مقاله بررسی عددی جریان چند لایه و انتقال حرارت نانوسیالات غیر نیوتنی (ساینس دایرکت – الزویر 2018) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

بررسی عددی جریان چند لایه و انتقال حرارت نانوسیالات غیر نیوتنی در محیط متخلخل

Numerical investigation of laminar flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluid within a porous medium

چکیده

1- مقدمه

2- معرفی مسئله

3- معادلات حاکم

3-1 خواص ترموفیزیکی

3-2 فرآیند حل

3-3 استقلال از شبکه

3-4اعتبارسنجی

4- نتایج و بحث

5- نتیجه‌گیری

چکیده

در این تحقیق، بررسی جامع جریان آرام و انتقال حرارت یک نانوسیال غیرنیوتنی شبه‌پلاستیک (Al2O3+CMC) در داخل ناحیه‌ی متخلخل دایره‌های هم‌مرکز ارائه شده است. اثر کسر حجمی نانوذرات، عدد رینولدز، عدد دارسی و نسبت ضخامت مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه‌سازی‌ها برای اعداد رینولدز و اعداد دارسی در محدوده‌ی 100<Re<300 و 10-4<Da<10-2 انجام گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که تأثیر لایه‌ی متخلخل نسبت به اعداد رینولدز در افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی بیشتر است؛ چون در یک کسر حجمی مشخص، محیط متخلخل در مقایسه با افزایش عدد رینولدز، نقش پر رنگ‌تری در افزایش انتقال حرارت دارد. همچنین برای یک کسر حجمی مشخص و برای یک تخلخل ثابت، کاهش نفوذپذیری منجر به افزایش عدد دارسی و پروفیل سرعت می‌شود. زمانی که ضخامت لایه‌ی متخلخل در یک مقدار ثابت تخلخل و نفوذپذیری افزایش یابد؛ سرعت نانوسیال در یک عدد رینولدز ثابت افزایش پیدا می‌کند؛ افزایش ضخامت لایه‌ی متخلخل سبب زیاد شدن ضریب انتقال حرارت می‌شود. علاوه بر این، در یک عدد رینولدز ثابت و ضخامت مشخص، با افزایش عدد دراسی، ضریب انتقال حرارت و عدد ناسلت بیشتر می‌گردد. همچنین اگر در مقادیر ثابت نفوذپذیری و تخلخل، ضخامت لایه‌ی متخلخل افزایش پیدا کند، سرعت نانوسیال بیشتر شده و موجب به حداکثر رسیدن افت فشار می‌گردد.

5- نتیجه‌گیری

در این تحقیق، یک مطالعه‌ی جامع بر روی جریان آرام و نرخ انتقال حرارت نانوسیال غیرنیوتنی شبه پلاستیک (Al2O3+CMC) در درون محیط متخلخل دایره‌ای انجام گرفت. شبیه‌سازی برای اعداد رینولدز و اعداد دارسی مختلف در محدوده‌ی 100<Re<300 و 10-4<Da<10-2 انجام شد. نتایج زیر از انجام شبیه‌سازی‌ها حاصل شده است: – در یک نفوذپذیری ثابت، قسمت زیادی از سیال به قسمت بدون تخلخل وارد می‌شود و همچنین در ناحیه‌ی دارای مقاومت کم، ضخامت لایه‌ی تخلخل بیشتر می‌شود. – در یک کسر حجمی مشخص برای یک تخلخل ثابت، کاهش نفوذپذیری منجر به افزایش سرعت دارسی و پرفیل سرعت می‌شود. وقتی که در یک نفوذپذیری و تخلخل ثابت، ضخامت لایه‌ی تخلخل بیشتر شود، سرعت نانوسیال افزایش پیدا می‌کند. – وقتی که ضخامت لایه‌ی تخلخل افزایش پیدا می‌کند، سهم ناحیه‌ی بدون تخلخل کم می‌شود و عدد ناسلت به‌طور ناگهانی زیاد می‌گردد. – در یک کسر حجمی مشخص، لایه‌ی محیط متخلخل در مقایسه با عدد رینولدز، نقش بیشتری در انتقال حرارت دارد. – در عدد ناسلت برای Kr=5 یک افزایش 91/1% در مقایسه با حالتی که مواد متخلخل وجود ندارد، به‌دست آمد.

Abstract

In this study, comprehensive study of laminar flow and heat transfer of pseudo-plastic non-Newtonian nanofluid (Al2O3 + CMC) within the porous circular concentric region is presented. The effect of volume fraction of nanoparticles, Reynolds number, Darcy number, thickness ratio is studied. Simulations for different Reynolds numbers and Darcy numbers in the range of 100 ≤ Re ≤ 300 and 10− 4 ≤ Da ≤ 10− 2 are done. The results show that the effect of the porous layer on increasing the convective heat transfer coefficient is larger than the Reynolds number, since, at a given volume fraction, the porous medium plays a greater role in increasing the heat transfer compared to the increasing Reynolds number. Also, at a given volume fraction and for a fixed porosity, decreases in the permeability leads to increased Darcy velocity and, consequently, velocity profile. As the thickness of the porous layer increases at fixed values of permeability and porosity, the velocity of the nanofluid is also increased in a constant Reynolds number, by increasing the thickness of the porous media, heat transfer coefficient increases. In addition, at a specified thickness and constant Reynolds number, by increasing the Darcy number, the heat transfer coefficient and the Nusselt number increases. Moreover, as the thickness of the porous layer increases at fixed values of permeability and porosity, the velocity of the nanofluid is also increased; this consequently maximizes the pressure drop.

5- Conclusion

In this paper, the comprehensive study of laminar flow and heat transfer of pseudo-plastic non-Newtonian nanofluid (Al2O3 + CMC) within the porous circular concentric is investigated. Simulations for different Reynolds numbers and Darcy numbers in the range of 100≤Re ≤300 and 10−4≤Da≤10−2 are done. The following results can be deduced from our simulation: • At a fixed permeability, a larger portion of the fluid is rejected to the clean region, i.e. the region of lower resistance, as the thickness of the porous layer increases • At a given volume fraction and for a fixed porosity, decreases in the permeability leads to increased Darcy velocity and, consequently, velocity profile. As the thickness of the porous layer increases at fixed values of permeability and porosity, the velocity of the nanofluid is also increased; • As the thickness of the porous layer increases, the occupied share of the clean region is gradually decreased and hence the Nusselt number is abruptly increased. • At a given volume fraction, the porous medium plays a greater role in increasing the heat transfer compared to the increasing Reynolds number. • An increase of 1.91% is achieved in the Nusselt number for Kr = 5 compared to the case where no porous material is present. The extension of this paper for nanofluid according our previous works [41–93] affords engineers a good option for micro and nano simulation.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی عددی جریان چند لایه و انتقال حرارت نانوسیالات غیر نیوتنی در محیط متخلخل

Numerical investigation of laminar flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluid within a porous medium