Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đối lưu tự nhiên trong ống trụ ngang chứa môi trường xốp bão hòa bởi nanofluid sử dụng mô hình nanofluid của Tiwari và Das
Tóm tắt
Bài báo này đề cập đến một nghiên cứu số về dòng chảy đối lưu tự nhiên và chuyển giao nhiệt bên trong một ống trụ ngang đồng tâm chứa môi trường xốp bão hòa bởi một nanofluid Cuprum (Cu)-nước. Hai trụ trong và ngoài được giữ ở các nhiệt độ không đổi khác nhau. Đầu tiên, các phương trình vi phân riêng phần điều khiển trong dạng kích thước trong hệ tọa độ cực cho miền vật lý được biến đổi sang dạng vô kích thước theo phương trình hàm dòng-nhiệt độ. Các phương trình này cùng với các điều kiện biên tương ứng được giải quyết một cách số bằng phương pháp sai phân hữu hạn. Cụ thể, các nỗ lực đã được tập trung vào các ảnh hưởng của số Rayleigh, độ rỗng của môi trường xốp, tham số phân đoạn thể tích rắn của các hạt nano, tỉ lệ bán kính ống trụ, và ma trận rắn của môi trường xốp (bi thủy tinh và bọt nhôm) đối với các số Nusselt tại chỗ và trung bình, đường dòng và mặt phẳng đồng nhiệt. Kết quả cho thấy sự khớp rất tốt giữa các kết quả hiện tại và những kết quả từ tài liệu công khai.
Từ khóa
#đối lưu tự nhiên #môi trường xốp #nanofluid #số Rayleigh #sai phân hữu hạn #số Nusselt #ma trận rắnTài liệu tham khảo
P. Cheng, W.J. Minkowycz, J. Geophys. Res. 82, 2040 (1977).
D.A. Nield, A. Bejan, Convection in Porous Media, 4th edition (Springer, New York, 2013).
I. Pop, D.B. Ingham, Convective Heat Transfer: Mathematical and Computational Modeling of Viscous Fluids and Porous Media (Pergamon, Oxford, 2001).
D.B. Ingham, I. Pop (Editors) Transport Phenomena in Porous Media, Vol. III (Elsevier, Oxford, 2005).
K. Vafai (Editor), Handbook of Porous Media, 2nd edition (Taylor & Francis, New York, 2005).
K. Vafai, Porous Media: Applications in Biological Systems and Biotechnology (CRC Press, Tokyo, 2010).
A. Nakayama, PC-Aided Numerical Heat Transfer and Convective Flow (CRC Press, Tokyo, 1995).
P. Vadasz, Emerging Topics in Heat and Mass Transfer in Porous Media (Springer, New York, 2008).
M.J.S. de Lemos, Turbulence in Porous Media: Modeling and Applications (Elsevier, Oxford, 2006).
J.D. Jansen, A Systems Description of Flow Through Porous Media (Springer, New York, 2013).
A. Bagchi, F.A. Kulacki, Natural Convection in Superposed Fluid-Porous Layers (Springer, New York, 2014).
S.U.S. Choi, Enhancing Thermal Conductivity of Fluids with Nanoparticles, in Proceedings of the 1995 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, San Francisco, USA, Vol. 66 (ASME, FED 231/MD, 1995) pp. 99--105.
K. Khanafer, K. Vafai, M. Lightstone, Int. J. Heat Mass Transfer 46, 3639 (2003).
R.K. Tiwari, M.K. Das, Int. J. Heat Mass Transfer 50, 2002 (2007).
S.K. Das, S.U.S. Choi, W. Yu, T. Pradet, Nanofluids: Science and Technology (Wiley, New Jersey, 2007).
J. Buongiorno, ASME J. Heat Transfer 128, 240 (2006).
Y. Ding, H. Chen, L. Wang, C.-Y. Yang, Y. He, W. Yang, W.P. Lee, L. Zhang, R. Huo, Kona 25, 23 (2007).
S.U.S. Choi, ASME J. Heat Transfer 131, 033106 (2009).
S. Kakaç, A. Pramuanjaroenkij, Int. J. Heat Mass Transfer 52, 3187 (2009).
K.F.V. Wong, O.D. Leon, Adv. Mech. Eng. 2010, 519659 (2010).
J. Sarkar, Renew. Sustain. Energy Rev. 11, 3271 (2011).
J. Fan, L. Wang, ASME J. Heat Transfer 133, 040801 (2011).
R. Saidur, S.N. Kazi, M.S. Hossain, M.M. Rahman, H.A. Mohammed, Ren. Sustain. Energy Rev. 15, 310 (2011).
S. Thomas, C. Sobhan, Nanoscale Res. Lett. 6, 377 (2011).
O. Mahian, A. Kianifar, S.A. Kalogirou, I. Pop, S. Wongwises, Int. J. Heat Mass Transfer 57, 582 (2013).
P. Filip, J. David, J. Petroleum Sci. Eng. 40, 111 (2003).
E. Abu-Nada, Z. Masoud, A. Hijazi, Int. Commun. Heat Mass Transfer 35, 657 (2008).
M.H. Matin, I. Pop, Int. J. Heat Mass Transfer 61, 353 (2013).
M.H. Matin, I. Pop, Numer. Heat Transfer A 65, 84 (2014).
M.H. Matin, W.A. Khan, Int. Commun. Heat Mass Transfer 43, 112 (2013).
A.V. Kuznetsov, D.A. Nield, Int. J. Heat Mass Transfer 65, 682 (2013).
A.V. Kuznetsov, D.A. Nield, Int. J. Thermal Sci. 77, 126 (2014).
D.A. Nield, A.V. Kuznetsov, Int. J. Heat Mass Transfer 52, 5792 (2009).
D.A. Nield, A.V. Kuznetsov, Int. J. Heat Mass Transfer 68, 211 (2014).
S. Kimura, I. Pop, Int. J. Heat Mass Transfer 35, 3105 (1992).
H.F. Oztop, E. Abu-Nada, Int. J. Heat Fluid Flow 29, 1326 (2008).
H.C. Brinkman, J. Chem. Phys. 20, 571 (1952).
E. Abu-Nada, H.F. Oztop, Int. J. Heat Fluid Flow 30, 669 (2009).
M. Muthtamilselvan, P. Kandaswamy, L. Lee, Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simulat. 15, 1501 (2010).
K.L. Walker, G.M. Homsy, J. Fluid Mech. 87, 338 (1978).
A. Bejan, Lett. Heat Mass Transfer 6, 82 (1979).
C. Beckermann, R. Viskanta, S. Ramadhyani, Numer. Heat Transfer 10, 446 (1986).
R. Gross, M.R. Bear, C.E. Hickox, The application of flux-corrected transport (FCT) to high Rayleigh number natural convection in a porous medium, in Proceedings of the 7th International Heat Transfer Conference, San Francisco, CA (1986).
S.L. Moya, E. Ramos, M. Sen, Int. J. Heat Mass Transfer 30, 630 (1987).
D.M. Manole, J.L. Lage, ASME Conf. 105, 44 (1992).
A.C. Baytas, I. Pop, Int. J. Heat Mass Transfer 42, 1047 (1999).
I.A. Aleshkova, M.A. Sheremet, Int. J. Heat Mass Transfer 53, 5308 (2010).
M.A. Sheremet, T.A. Trifonova, Numer. Heat Transfer A 64, 994 (2013).
M.A. Sheremet, T. Grosan, I. Pop, ASME J. Heat Transfer 136, 082501 (2014).
M.A. Sheremet, I. Pop, Transp. Porous Media 103, 191 (2014).
M.C. Charrier-Mojtabi, Int. J. Heat Mass Transfer 40, 1521 (1997).
K. Khanafer, A. Al-Amiri, I. Pop, Int. J. Heat Mass Transfer 51, 1613 (2008).
J.P. Caltagirone, J. Fluid Mech. 76, 337 (1976).
Y.F. Rao, K. Fukuda, S. Hasegawa, ASME J. Heat Transfer 109, 919 (1987).
H.H. Bau, Int. J. Heat Mass Transfer 27, 2277 (1984).
G.N. Facas, Numer. Heat Transfer A 27, 595 (1995).
G.N. Facas, B. Farouk, ASME J. Heat Transfer 105, 660 (1983).
Z. Alloui, P. Vasseur, Comp. Thermal Sci. 3, 407 (2011).
J.P. Barbosa Mota, E. Saatdjian, ASME J. Heat Transfer 116, 621 (1994).