بررسی عددی جابجایی اجباری در یک میکروکانال با وجود شرط لغزش و در حضور نانوسیال

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 10 آبان 1401  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2022.77928.1133

نویسندگان

افشین احمدی ندوشن ¹؛ داریوش بهرامی²؛ مرتضی بیاره ¹

¹گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

²کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد

چکیده

تجهیزات در حد میکرو دارای مزایای بسیار زیادی از جمله بازده گرمایی بالا، نسبت سطح انتقال گرما به حجم زیاد، اندازه کوچک، وزن کم، سیال موردنیاز کم و انعطاف‌پذیری بالای طراحی هستند. در پژوهش حاضر، جریان سیال درون میکروکانال با فرض جریان آرام، تراکم‌ناپذیر و دو بعدی مدل شده است. شرط لغزش روی دیوارها اعمال شده و خروجی کانال به صورت توسعه یافته در نظر گرفته شده است. تأثیر پارامترهای مختلفی همچون ضریب لغزش بی‌بعد، عدد رینولدز و کسر حجمی نانوسیال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که مقدار سرعت در ضریب لغزش بین صفر و 04/0 از مقدار سرعت در ضریب لغزش بین 04/0 و 08/0 بیشتر است. همچنین، هرچه عدد رینولدز بیشتر می‌شود محلی که قرار است توسعه‌یافتگی حرارتی صورت گیرد به سمت مرکز کانال و به طرف خروجی کانال حرکت می‌کند. در عدد رینولدز 10 دمای سیال به‌ علت سرعت کم آن سریعا افزایش می‌یابد و ضریب لغزش تاثیر زیادی بر پروفیل سرعت ندارد. در حالی‌که در مقادیر بالای عدد رینولدز، پروفیل دما برای ضرایب سرعت لغزشی تاثیری بیشتری دارد. طبق نتایج بدست آمده با افزایش درصد کسر حجمی نانوسیال مقدار انتقال حرارت افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

میکروکانال؛ ضریب لغزش؛ جریان لغزشی؛ توسعه یافتگی حرارتی