دانلود ترجمه مقاله تاثیر سرعت و ابعاد نانو ذرات جامد بر انتقال حرارت (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۱۷) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

تاثیر سرعت و ابعاد نانو ذرات جامد بر انتقال حرارت در نانوسیال غیر نیوتنی

The effect of velocity and dimension of solid nanoparticles on heat transfer in non-Newtonian nanofluid

چکیده

۱- مقدمه

۲- مدل ریاضی

۲-۱ بیان مسأله

۳- معادلات حاکم

۴- خواص و روش‌ها

۵- بررسی استقلال از شبکه‌

۶- تجزیه و تحلیل نتایج

۶-۱ اعتبار‌سنجی

۷- نتیجه‌گیری

چکیده

در این تحقیق، رفتار هیدرودینامیکی نانوسیال‌های غیرنیوتنی و انتقال حرارت شبیه‌سازی شده است. در این مطالعه، به‌صورت عددی جریان آرام جابجایی اجباری نانوسیال غیرنیوتنی حاوی ۵/۰% وزنی محلول کربوکسی‌متیل‌سلولز (CMC) در آب به‌عنوان سیال پایه با آلومینا در کسر حجمی ۵/۰ و ۵/۱ به‌عنوان نانو‌ذرات جامد، شبیه‌سازی شده است. روش حل عددی در سیستم مختصات دکارتی در یک میکرو‌کانال دوبعدی مدل‌سازی شده و محدوده‌ی اعداد رینولدز بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ متغییر بوده است. هندسه‌ی مورد تحلیل شامل بخشی از یک مستطیل می‌باشد که دیوارهای بالا و پایین آن تحت تاثیر دمای ثابت قرار گرفته‌اند. اثر کسر حجمی نانوذرات، عدد رینولدز و نانوسیال‌های غیرنیوتنی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق مشخص شده است که تغییرات افت فشار، عدد ناسلت، ضریب انتقال حرارت و دمای بدون بعد، به دلیل حرکت نانوسیال‌های غیرنیوتنی ایجاد شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش کسر حجمی نانوذرات جامد و کاهش قطر نانوذرات موجب بهبود انتقال حرارت می‌شود که این مسئله در عدد رینولدز نمود بیشتری دارد. نتایج پارامترهای معرفی شده به‌صورت نمودار رسم شده و برای پارامترهای مختلف مقایسه شده است.

۷- نتیجه‌گیری
در این پژوهش، جریان آرام سیال آب/ CMC- آلومینا برای نانوذرات جامد (آلومینا) حاوی کسر حجمی ۵/۰% و ۵/۱% که به حالت معلق در محلول غیرنیوتنی شامل ۵/۰% غلظت CMC وجود دارد، بررسی شده است. در این تحقیق از فرآیند دینامیک سیال محاسباتی استفاده شده و رفتار حرارتی سیال آرام غیرنیوتنی در یک مستطیل دوبعدی با استفاده از یک شبکه منتظم و الگوریتم سیمپل C با بهره‌گیری از گسسته‌سازی درجه دوم مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تعیین ویسکوزیته‌ی دقیق سیال از مدل قانون توانی برای سیالات غیرنیوتنی استفاده شده است. نتایج نشان داده است که افزایش کسر حجمی نانوسیال جامد منجر به بیشتر شدن انتقال حرارت، سرعت، عدد ناسلت و افت فشار شده است. علاوه بر این، حضور نانوذرات جامد تاثیر زیادی بر افزایش اعداد ذکر شده از قبیل رینولدز دارد که می‌تواند منجر به افزایش مکانیزم انتقال حرارت میکرونی و ترکیب بهتر جریان نانوسیال در اعداد رینولدز باشد. استفاده از نانوذرات جامد با قطر کوچک‌تر، تاثیر خوبی بر افزایش انتقال حرارت، کاهش افت فشار و تغییر مقادیر دمای بدون‌بعد در سطح مقطع‌های مختلف میکروکانال داشته است. گسترش این مقاله برای نانوسیال‌ها با توجه به کارهای قبلی ما [۴۷-۶۲]، مهندسین را برای شبیه‌سازی جریان آشفته در این هندسه ترغیب می‌کند.

Abstract

In this investigation, the behavior of non-Newtonian nanofluid hydrodynamic and heat transfer are simulated. In this study, we numerically simulated a laminar forced non-Newtonian nanofluid flow containing a 0.5 wt% carboxy methyl cellulose (CMC) solutionin water as the base fluid with alumina at volume fractions of 0.5 and 1.5 as the solid nanoparticle. Numerical solution was modelled in Cartesian coordinate system in a two-dimensional microchannel in Reynolds number range of 10≤Re≤۱۰۰۰٫ The analyzed geometrical space here was a rectangular part of whose upper and bottom walls was influenced by a constant temperature. The effect of volume fraction of the nanoparticles, Reynolds number and non-Newtonian nanofluids was studied. In this research, the changes pressure drop, the Nusselt number, dimensionless temperature and heat transfer coefficient, caused by the motion of non-Newtonian nanofluids are described. The results indicated that the increase of the volume fraction of the solid nanoparticles and a reduction in the diameter of the nanoparticles would improve heat transfer which is more significant in Reynolds number. The results of the introduced parameters in the form of graphs drawing and for different parameters are compared.

۷- Conclusion

The laminar flow of the fluid water/CMC-alumina for volume fractions of 0.5% and 1.5% of solid nanoparticle (alumina) suspended in a non-Newtonian dissolution made of 0.5% concentration of CMC was studied. In this research, calculative fluid dynamics and laminar heat transfer behavior of the non-Newtonian fluid in rectangular twodimensional using an organized mesh and Simple C algorithm and second order discretization were all studied. To determine a more accurate viscosity of the fluid, the power-law was used to draw the nonNewtonian fluid. The results indicated that an increase in volume fraction of the solid nanofluid lead to an upward trend in heat transfer, rate, Nusselt number and pressure loss. Furthermore, the presence of solid nanoparticle had a great impact on the increase of the abovementioned especially Reynolds number which can be a result of boosting micronic heat transfer mechanisms and a better combination of nanofluid flow in higher Reynolds number. The use of solid nanoparticles with a smaller diameter had a good effect on the increase in heat transfer, decrease in pressure loss, and economized variation of dimensionless temperature in different sections of the microchannel. The extension of this paper for nanofluids according our previous works [47–۶۲] affords engineers a good option for turbulent jet impingement simulation.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر سرعت و ابعاد نانو ذرات جامد بر انتقال حرارت در نانوسیال غیر نیوتنی

The effect of velocity and dimension of solid nanoparticles on heat transfer in non-Newtonian nanofluid