شکل ۴-۲۰ اثر رینولدز بر ضریب عدد ناسلت موضعی نانوسیال در غلظت ۱ درصد حجمی ذرات و اندازه ۹۰ نانومتر
در شکل‌های ۴-۱۸ تا ۴-۲۰ تغییرات عدد ناسلت موضعی نانوسیال غیرنیوتنی در طول لوله، برای سه عدد رینولدز ۳۰۰۰، ۴۵۰۰ و ۶۰۰۰ رسم شده‌اند. هریک از این شکل‌ها در اندازه ذره­ های ۳۰، ۶۰ و ۹۰ نانومتری و غلظت ۱ درصد نانوذرات اکسید مس موجود در محلول رسم شده‌اند.

همان‌طور که ملاحظه می‌شود در تحقیق حاضر افزایش عدد رینولدز به‌طور قابل ملاحظه‌ای بر افزایش ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی نانوسیال غیرنیوتنی مؤثر است. همانطور که در معادلات دیتوس-بولتر [۳۹]، فیلیپس [۸۷] و آدامز [۱۲] نیز مشاهده می شود عدد ناسلت و در نتیجه ضریب انتقال حرارت جابجایی سیال در جریان مغشوش ارتباط مستقیم با عدد رینولدز و سرعت سیال دارد. نکته مهمی که از بررسی شکل­های این فصل استنتاج می شود این است که در هر عدد رینولدز ثابت، افزایش غلظت نانوذرات حتی به مقدار کم، اثر بیشتری در مقایسه با اثر کاهش ذرات داشته است. می‌توان چنین نتیجه گرفت که استفاده از ذرات کوچکتر صرفنظر از اثرات فیزیکی مطلوب آن، سهم کمتری در مقایسه با غلظت ذرات برای اثرگذاری روی افزایش انتقال حرارت دارد.
فصل پنجم
نتیجه‌گیری و پیشنهادات
۵-۱ نتیجه‌گیری
در این تحقیق انتقال حرارت جا به ­جایی یک نانوسیال غیرنیوتنی در جریان مغشوش درون یک میکرولوله با بهره گرفتن از نرم‌افزار CFX شبیه‌سازی شد. اثر غلظت و اندازه ذرات و عدد رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی موضعی و عدد ناسلت بررسی و نتایج زیر به دست آمد.

1. 1. تغییر رفتار رئولوژیک سیال از نیوتنی به غیرنیوتنی، ضریب انتقال حرارت و عدد ناسلت سیال پایه به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

1. 1. ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی و عدد ناسلت نانوسیال غیرنیوتنی در مقایسه با سیال غیرنیوتنی خالص بزرگ‌تر است.

1. 1. افزایش غلظت نانوذرات موجب افزایش ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی و عدد ناسلت نانوسیال می‌شود.

1. 1. افزایش اندازه ذرات ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی نانوسیال را کاهش می‌دهد.

1. 1. عدد رینولدز، اثر قابل ملاحظه‌ای بر ضریب انتقال حرارت نانوسیال داشته و افزایش عدد رینولدز این ضریب را افزایش می‌دهد.

1. 1. مقایسه نتایج این تحقیق با معادله فیلیپس نتایج معقولی را در تحلیل انتقال حرارت جا به ­جایی نانوسیال به همراه داشته است.

۵-۲ پیشنهاد‌ات

1. 1. در حال حاضر تفاوت‌های چشمگیری در نتایج آزمایش‌های مربوط به ضریب هدایت گرمایی در نانوسیالات وجود دارد. در نتیجه، این تفاوت‌ها در مطالعات تئوریک نیز مشاهده می‌شود و نتایج حاصل از روابط و مدل‌های مختلف پیشنهادی برای محاسبه ضریب هدایت گرمایی نانوسیالات دارای تفاوت‌های آشکاری با یکدیگر هستند. برای کاربردی شدن نانوسیالات و میکروکانال­ها در تجهیزات و صنایع حرارتی و برودتی، نیاز به تحقیقات تجربی و آزمایشگاهی وسیع‌تر و دقیق­تر است.

1. 1. بسط و توسعه مدل‌های تئوریک جدیدی که بتواند ترکیبی از اثرات پارامترهای مختلف (نظیر هندسه جریان، اندازه نانوذرات، سیال مورداستفاده و …) که بر ضریب هدایت گرمایی، ضریب جا به ­جایی گرمایی و عدد ناسلت اثر می‌گذارد را در کنار یکدیگر در نظر بگیرد و تطابق نزدیکی با نتایج آزمایشگاهی داشته باشد.

1. 1. فقدان تحقیقات آزمایشگاهی کافی در تعیین خواص رئولوژیک نانوسیالات غیرنیوتنی و اثر متغیرهای مختلف مثل دما، کسر حجمی نانوذرات، اندازه ذرات و غیره بر این خواص نیز موضوع مهمی است که نیاز به تحقیقات بیشتر را نشان می‌دهد.

1. 1. در حال حاضر داده‌های آزمایشگاهی محدودی در زمینه انتقال حرارت نانوسیالات در کانال‌هایی با ابعاد میکرو و همچنین در زمینه انتقال حرارت جا به ­جایی در نانوسیالات غیرنیوتنی، وجود دارند. بنابراین در این زمینه امکان مقایسه سیستماتیک و گسترده بین نتایج تحلیل‌های عددی با یافته‌های آزمایشگاهی وجود ندارد و در این رابطه نیاز به تحقیقات بیشتری است.

منابع و مآخذ

1. 1. Barkhordari, M., Etemad, S.Gh./ Numerical study of non-newotonian flow and Heat transfer in circular microchannels/Proceeding of the 4^th international conference on computational heat and mass transfer, Paris-Cachan france/2005.

1. 1. Maxwell, J.C./ Electricity and Magnetism/Clarendon Press, Oxford/UK/1873.

1. 1. Tuckerman, D.B., Pease, R.F./ High performance heat sinking for VLSI/IEEE Electron Dev. Letts. EDL/ 1981/ p 126–۱۲۹٫

1. 1. Suo, M., Griffith, P./ Two-phase flow in capillary tubes/ J. Basic Eng/ 1964/ p 576–۵۸۲٫

1. 1. Mehendale, S.S., Jacobi, A.M., Ahah, R.K./ Fluid flow and heat transfer at micro- and meso-scales with application to heat exchanger design/ Appl. Mech/ 2000,p 175–۱۹۳٫

1. 1. Kandlikar, S.G., Garimella, S., Li, D., Colin, S., King, M.R./ Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels/ Elsevier/Amsterdam, 2006.

1. 1. Palm, B./ Proceedings of Heat Transfer and Transport Phenomena in Microchannel/Heat Transfer in Microchannel, Begell House Inc, Banff/ Canada, 2000.

1. 1. Nguyen, N.T., Werely, S.T./ Fundamentals and Applications of Microfluidics/ Artech House/Boston/ 2002.

1. 1. Kukowski, R., /MDT- Micro deforamation Technology/ ASME IMECE/ Washington D.C/ 2003.

1. 1. Wu, P.Y., Little, W.A. /Measurement of friction factor for the flow of gases in very fine channels used for microminiature Joule Thompson refrigerators/ Cryogenics/ 1983/ p 273–۲۷۷٫

1. 1. Grigull, U., Tratz, H./ Thermischer einlauf in ausgebildeter laminarer rohrströmung/ Int. J. Heat Mass Transf/ 1965/ p 669–۶۷۸٫

1. 1. Adams, T.M., Abdel-Khalik, S.I., Jeter, M., Qureshi, Z.H./An experimental investigation of singlephase forced convection in microchannels/ Int. J. Heat Mass Transf/ 1997/ p 851–۸۵۷٫

1. 1. Maxwell, J.C./ A Treatise on Electricity and Magnetism/ Clarendon Press/ Oxford/ 1873.

1. 1. Choi, S.U.S./ Enhancing thermal conductivity of fluid with nanoparticles Development and applications of non-Newtonian flows/ ASME, FED/MD 66/ 1995.

1. 1. Pak, B.C., Cho, Y.I./ Hydrodynamic and Heat Transfer Study of Dispersed Fluids with Submicron Metallic Oxide Particles/ Exp. Heat Transfer /۱۹۹۸/ p 151-170.

1. 1. Xuan, Y., Roetzel, W. /Conceptions for Heat Transfer Correlation of Nanofluids/ International Journal of Heat and Mass Transfer/ 2000/ p 3701-3707.

1. 1. Einstein, A., “A New Determination of the Molecular Dimensions/, Annals of Physics/ 1906/ p 289-306.

1. 1. Brinkman, H.C./ The Viscosity of Concentrated Suspensions and Solutions/ Journal of Chemical Physics/ 1952/ p 571.

1. 1. Batchelor, G.K. /The Effect of Brownian Motion on the Bulk Stress in a Suspension of Spherical Particles/ Journal of Fluid Mechanics/ 1977/ pp 97-117.

1. 1. Nguyen, C., Desgranges, F., Roy, G., Galanis, N., Maré, T., Boucher, S., and Angue Mintsa, H. /Temperature and Particle-Size Dependent Viscosity Data for Water-Based Nanofluids - Hysteresis Phenomenon/ International Journal of Heat and Fluid Flow/ 2007/ p 1492-1506.

1. 1. Yu, W., France, D.M., Choi, S.U.S., Routbort, J.L., Systems, E. /Review and Assessment of Nanofluid Technology for Transportation and Other Applications/, Argonne National Laboratory, Energy Systems Division, Argonne/ Illinois/ 2007.

1. 1. Tseng, W.J., Lin, K./ Rheology and Colloidal Structure of Aqueous TiO₂Nanoparticle Suspensions/ Materials Science and Engineering/2003/ p 186-192.

1. 1. Maiga, S.E.B., Nguyen, C.T., Galanis, N., Roy, G. /Heat Transfer Behaviours of Nanofluids in a Uniformly Heated Tube/ Superlattices and Microstructures/2004/ p 543-557.

1. 1. Koo, J., Kleinstreuer, C. /A New Thermal Conductivity Model for Nanofluids/ Journal of Nanoparticle Research/ 2004/ p 577-588.

1. Kulkarni, D,P., Das, D.K., Chukwu, G.A. /Temperature Dependent Rheological Property of Copper Oxide Nanoparticles Suspension (Nanofluid)/ Journal of Nanoscience and Nanotechnology/ 2006/ p 1150-1154.