İçerisinde bölmeler bulunan zigzag bir kanalda nanoakışkanların termo-hidrolik performansının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, içerisinde bölmeler bulunan zigzag bir kanalda Al2O3-su nanoakışkanın termo-hidrolik performansı sayısal olarak incelenmiştir. Kütle, momentum ve enerji eşitlikleri sonlu hacim yöntemi ile ayrıklaştırılmış ve iterasyonlar SIMPLE algoritması ile çözülmüştür. Reynolds sayısı (200 ≤ Re ≤ 1600) ve partikül hacim oranı (0.01 ≤ φ ≤ 0.03) değiştirilmiş ve diğer parametreler sabit tutulmuştur. Zigzag kanalın alt ve üst yüzeyleri sabit sıcaklıkta tutulmuş ve kanal boyunca Nusselt sayısı ve sürtünme faktörü hesaplanmıştır. Parametrelerin, akış ve ısı transferi üzerindeki etkilerini gözlemlemek için kanal içerisinde hız ve sıcaklık görüntüleri elde edilmiştir. Sonuçlar, artan partikül hacim oranları ve Reynolds sayıları ile ısı transferinin iyileştiğini, sürtünme faktörünün hafif şekilde arttığını göstermiştir. En iyi termo-hidrolik performans Re=1400 ve φ = %3’de yaklaşık 1.15 olarak elde edilmiştir.

In this study, the thermo-hydraulic performance of Al2O3-water nanofluid in a zigzag channel with baffles were numerically investigated. The mass, momentum and energy equations are discretized with finite volume approach and iterations are solved with SIMPLE algorithm. Reynolds number (200 ≤ Re ≤ 1600), and nanoparticle volume fraction (0.01 ≤ φ ≤ 0.03) were changed, and other parameters kept constant. The lower and upper zigzag surfaces of the channel were kept at constant temperature, and the Nusselt number and friction factor along the channel were calculated. The velocity and temperature contours in the channel were obtained in order to observe the effects of the parameters on the flow and heat transfer. The results shown that the increasing particle volume fractions and Reynolds numbers improved the heat transfer, while the friction factor increased slightly. The best thermo-hydraulic performance was obtained at Re = 1400 and φ = 3% as approximately 1.15.