دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 50 6 2019 02 20 Natural Convection of Turbulent Al2O3-Water Nanofluid with Variable Properties in a Cavity with a Heat Source and Heat Sink on Vertical Walls جابه‌جایی آزاد آشفته نانوسیال آب- اکسیدآلومینیوم با خواص متغیّر درون یک محفظه با وجود منبع گرم و منبع سرد روی دیواره‌های عمودی آن 1237 1250 1086 10.22060/mej.2017.12256.5291 FA قنبرعلی شیخ زاده دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران 0000-0002-7874-9981 مجتبی سپهرنیا دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران 0000-0002-2950-1111 محمد رضایی دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران مهدی ملامهدی دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران Journal Article 2016 12 17 Natural convection heat transfer of Al2O3-water nanofluid with variable properties in the turbulent flow inside a cavity with a heat source and heat sink on the vertical walls is studied numerically. Base fluid viscosity, thermal conductivity, and viscosity of nanofluids, are a function of temperature and volume fraction. The governing equations in the two-dimensional space are discretized using the control volume method. Turbulence computations are performed using the k-w-SST model. The results show that change in the placement of heat source and heat sink and Raleigh number have the effect on streamlines and isotherms. For Rayleigh numbers 107 and 108, the Nusselt number increases with increasing volume fraction of nanoparticles to 1%, and then decreases with increasing volume fraction of nanoparticles. Also, for some cases it is observed that the Nusselt number of nanofluids is less than the base fluid and therefore in these cases using nanofluids for enhanced heat transfer is not proposed. For Rayleigh numbers 107 and 108, the least Nusselt number occurs in top-bottom case, and the most Nusselt number occurs in bottom – bottom case. انتقال حرارت جابه جایی طبیعی نانوسیال آب- اکسیدآلومینیوم با خواص متغیر در جریان آشفته درون یک محفظه مربعی با منابع حرارتی گرم و سرد برجسته روی دیواره‌های عمودی آن به صورت عددی بررسی شده است. لزجت سیال پایه، ضریب هدایت حرارتی و لزجت نانوسیال تابع دما و کسر حجمی نانوذرات می‌باشند. معادلات حاکم در حالت دو بعدی با استفاده از روش حجم محدود بر مبنای المان محدود گسسته سازی شده‌اند و معیار همگرایی در آنها 10^-6می‌باشد. برای مدل سازی آشفتگی نیز از مدل k-w-SST استفاده شده است. بر اساس نتایج، مشاهده می‌شود که تغییر محل قرارگیری منبع گرم و سرد روی دیواره‌ها و عدد رایلی باعث تغییر الگوی خطوط جریان و هم‌دما می‌شوند. در اعداد رایلی 10⁷و 10⁸عدد ناسلت متوسط با افزایش کسر حجمی نانوذرات تا 1درصد افزایش و سپس کاهش می‌یابد. برای بعضی از حالت‌ها عدد ناسلت متوسط نانوسیال نسبت به سیال پایه کمتر می‌باشد و لذا در هندسه مذکور، به کارگیری نانوسیال برای افزایش انتقال حرارت در این حالت‌ها مطلوب نمی‌باشد. به ازای هر دو عدد رایلی 10⁷و ،10⁸کمترین و بیشترین مقدار عدد ناسلت متوسط به ترتیب برای حالت‌های بالا- پایین و پایین-پایین رخ می‌دهد. https://mej.aut.ac.ir/article_1086_d91d1b4d82419de8a614abce9cc0e6d4.pdf