| مروری بر بهینه سازی انتقال حرارت و جریان نانوسیال در یک لوله مارپیچ با استفاده از روش تاگوچی |
| کد مقاله : 1172-ITME |
| نویسندگان |
|
محمد علی جدیدی *1، اباذر آباده2 1دانشجو 2هیئت علمی دانشگاه صنعتی اراک |
| چکیده مقاله |
| در این پژوهش، عملکرد حرارتی نانوسیال در یک مبدل حرارتی لوله مارپیچ به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه مبدل شامل یک لوله مارپیچ با شعاع مارپیچ ثابت و قطر لوله مشخص بوده که به دلیل القای جریان ثانویه، می‌تواند تأثیر بسزایی در بهبود انتقال حرارت داشته باشد. برای مدل‌سازی جریان سیال و انتقال حرارت، از نرم‌افزار ANSYS Fluent استفاده شده و نانوسیال پایه آب با خواص ترموفیزیکی مناسب در نظر گرفته شده است. در این تحلیل، تأثیر سه پارامتر کلیدی شامل عدد رینولدز (Re)، درصد حجمی نانوذرات (φ) و نسبت قطر لوله به شعاع مارپیچ (D/d) بر رفتار حرارتی سامانه با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی و ماتریس متعامد بررسی گردیده است. به منظور ارزیابی تأثیر نسبی هر پارامتر بر پاسخ نهایی (ضریب انتقال حرارت)، از آنالیز واریانس (ANOVA) استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش درصد حجمی نانوذرات و عدد رینولدز موجب بهبود ضریب انتقال حرارت کلی سیستم می‌گردد؛ در حالی که افزایش عدد ناسلت در همه شرایط مشاهده نشده و بسته به شرایط جریان، رفتار متفاوتی دارد. تحلیل آماری ANOVA حاکی از آن است که عدد رینولدز بیشترین سهم تأثیر را بر عملکرد حرارتی مبدل دارد و به‌عنوان عامل تعیین‌کننده اصلی در فرآیند بهینه‌سازی شناخته می‌شود. یافته‌های این تحقیق می‌توانند در بهینه‌سازی طراحی مبدل‌های حرارتی لوله مارپیچ و استفاده مؤثر از نانوسیالات در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. |
| کلیدواژه ها |
| نانوسیال،لوله مارپیچ،روش تاگوچی،عدد ناسلت |
| وضعیت: پذیرفته شده |