مطالعه انتقال حرارت جابجای اجباری همراه با جریان لغزشی در میکروکانال مستقیم با سطح مقطع دایروی

چکیده

در تحقیق حاضر میدان جریان و انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری سیالات نیوتنی در میکروکانالهای لوله‌ای شکل بصورت تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان بصورت لغزشی دوبعدی متقارن محوری پایدار تراکم ناپذیر و آرام در نظر گرفته شده و از مدل جمع آثار برای تحلیل رفتار سیال استفاده شده است. شرایط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت در دیواره در نظر گرفته می‌شود و تمامی خواص فیزیکی ثابت می‌باشند. توزیع سرعت و دما در ورودی میکرو‌ کانال یکنواخت می‌باشد. معادلات حاکم شامل معادله پیوستگی ممنتوم و انرژی با استفاده از متغیرهای خاص بدون بعد شده‌اند. مجموعه معادلات دیفرانسیل حاکم در کنار هم با توجه به شرایط مرزی حل شده‌اند و عبارتهای صریحی برای توضیع سرعت، دما و عدد ناسلت به دست آمده است. توزیع سرعت محوری، دمای حجمی بدون بعد عدد ناسلت موضعی و دمای دیواره بدون بعد برای شرط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت برای محدوده وسیعی از عدد نادسن و عدد پرانتل و ضریب لغزش بدست آمده‌اند. نتایج نشان می دهد که عدد ناسلت با افزایش عدد پرانتل افزایش می‌یابد و با در نظر گرفتن لغزش در دیواره کاهش این مقادیر مشاهده می‌گردد. افزیش عدد نادسن و عدد پرانتل و ضریب لغزش در شرایط مرزی حرارتی موجب کاهش عدد ناسلت گشته در حالی که افزایش ضریب تطابق ضریب انتقال حرارت را کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of slip-flow forced convection in straight microchannels of uniform in Circular cross-section

چکیده [English]

In this literature, a theoretically study of A superposition approach due to slip-flow forced convection in a micro channels tube shape.  Axial symmetry in two-dimensional steady incompressible laminar flow slip considered the superposition model is used to analyze the behavior of the fluid Constant wall heat flux thermal boundary conditions are considered to be constant and all physical properties. It is assumed that inlet velocity and temperature distribution in the micro channel are uniform. Equations, including continuity, momentum and energy equations using specific variables have been dimensionless. Set of differential equations considering with the boundary conditions have been solved, then, Explicit expression for the velocity distribution, temperature and Nusselt number are derived. Axial velocity, temperature, local Nusselt number and dimensionless temperature, dimensionless wall heat flux thermal boundary condition constant for a wide range of Prandtl number and the ratio of the Nadsn number slip are obtained. It can be seen from obtained result that, as Prandtl number increases the Nusselt number increases. Also, the results show that, considering the reduction of the slip at the wall the Nusselt number decreases.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nusselt number
  • Velocity Slip
  • Temperature Jump
  • Viscosity
  • Superposition