การจำลองเชิงตัวเลขของการถ่ายเทความร้อนและการไหลด้วยการพุ่งชนของของไหลนาโนบนแหล่งกำเนิดความร้อนที่มีครีบระบายความร้อน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ทำการจำลองเชิงตัวเลขมาใช้เพื่อศึกษาลักษณะการถ่ายเทความร้อนและการไหลในของไหลนาโนพุ่งชนแบบราบเรียบบนแหล่งกำเนิดความร้อนที่มีครีบระบายความร้อนด้วยแบบจำลองเดี่ยว ภายใต้ขอบเขตทางความร้อนที่ครีบระบายความร้อนมีพื้นผิวร้อนแบบอุณหภูมิคงที่ ระเบียบวิธีไฟไนต์วอลุมถูกใช้เพื่อหาผลเฉลยของสมการควบคุมการถ่ายเทความร้อนและการไหลโดยใช้ของไหลนาโนอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) เป็นสารทำงานที่มีความเข้มข้นโดยปริมาตรอยู่ระหว่าง 0% ถึง 4% การคำนวณได้ทำการศึกษาถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงค่าความเข้มข้นโดยปริมาตรของอนุภาคนาโนและค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์ ผลการคำนวณที่ได้พบว่าการถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้นตามค่าความเข้มข้นโดยปริมาตรของอนุภาคนาโนและค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์ เมื่อพิจารณาจากค่านัสเซิลนัมเบอร์ ณ ตำแหน่ง Stagnation ตำแหน่งใดๆ และค่านัสเซิลนัมเบอร์เฉลี่ยนอกจากนี้ได้ทำการเปรียบเทียบชนิดของของไหลนาโนระหว่างของไหลนาโนอะลูมิเนียมออกไซด์กับของไหลนาโนไททาเนียมออกไซด์ (TiO2) นั้นพบว่าของไหลนาโนอะลูมิเนียมออกไซด์ให้การถ่ายความร้อนที่ต่ำกว่าของไหลนาโนไททาเนียมออกไซด์
Article Details
References
Abdelrehim, O., Khater, A., Mohamad, A.A. & Radwan, A. (2019). Two-phase simulation of nanofluid in a confined single impinging jet. Case Studies in Thermal Engineering,14, 100423.
Alkasmoul, F.S., Al-Asadi, M.T., Myers, T.G., Thompson, H.M. & Wilson, M.C.T. (2018). A practical evaluation of the performance of Al2O3-water, TiO2-water and CuO-water nanofluids for convective cooling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 126, 639–651.
Chaiyo, K. (2021). Numerical simulation of heat transfer and fluid flow in a confined jet impingement using water-TiO2 nanofluid. Journal of Science and Technology Mahasarakham University, 40(4), 373-383.
Choi, S.U.S. & Eastman, J.A. (1995). Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles. ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition, 66, 99–105.
Ferrari, J., Lior, N. & Slycke, J. (2003). An evaluation of gas quenching of steel rings by multiple-jet impingement. Journal of materials processing technology, 136, 190–201.
He, Y., Men, Y., Zhao, Y., Lu, H., & Ding Y. (2009). Numerical investigation into the convective heat transfer of TiO2 nanofluids flowing through a straight tube under the laminar flow conditions. Applied Thermal Engineering, 29, 1965-1972.
Ho, C.J., Liu, W.K., Chang, Y.S., & Lin, C.C. (2010). Natural convection heat transfer of alumina-water nanofluid in vertical square enclosures: an experimental study. International Journal of Thermal Sciences, 49, 1345-1353.
Jeng, T.M., Tzeng, S.C., Tseng, C.W., & Li, Y.C. (2021). Effect of transverse synthetic jet on heat transfer characteristics of the heat sink situated in a rectangular channel with axial main flow. Heat and Mass Transfer, 57, 1145–1159.
Manca, O., Ricci, D., Nardini, S., Di Lorenzo & G. (2016). Thermal and fluid dynamic behaviors of confined laminar impinging slot jets with nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, 70, 15–26.
Mookherjee, O., Pramanik, S. & Kumar Kar, U. (2020). Numerical investigation of a confined laminar jet impingement cooling of heat sources using nanofluids. ASME Journal of Heat Transfer, 142 (8), 082301.
Lu, X., Li, W., Li, X., Ren, J. Jiang, H., & Ligrani, P. (2019). Flow and heat transfer characteristics of micro pin-fins under jet impingement arrays. International Journal of Heat and Mass Transfer, 143, 118416.
Oztop, H.F., & Abu-Nada, E. (2008). Numerical study of natural convection in partially heated rectangular enclosures filled with nanofluids. International Journal of Heat and Fluid Flow, 29 1326–1336.
Patankar, S.V. (1980). Numerical heat transfer and fluid flow. Hemisphere Publishing.
Rao, Y. (2018). Jet impingement heat transfer in narrow channels with different pin fin configurations on target surfaces. ASME Journal of Heat Transfer, 140 (2), 072201.
Rohsenow, W.M., Hartnett, J.P. & Cho, Y.I. (1998). Handbook of heat transfer (3rd edition). McGraw-Hill.
Sajadi, A.R., & Kazemi, M.H. (2011). Investigation of turbulent convective heat transfer and pressure drop of TiO2/water nanofluid in circular tube. International Communications in Heat and Mass Transfer, 38, 1474–1478.
Selvakumar, P. & Suresh, S. (2012). Convective performance of CuO/water nanofluid in an electronic heat sink. Experimental Thermal and Fluid Science, 40, 57–63.
Venkitaraj, K.P, Suresh, S., Alwin M., T, Bibin, B.S & Abraham, J. (2018). An experimental investigation on heat transfer enhancement in the laminar flow of water/TiO2 nanofluid through a tube heat exchanger fitted with modified butterfly inserts. Heat and Mass Transfer, 54, 813–829.
Zhao, J., Huang, S., Gong, L., & Huang, Z. (2016). Numerical study and optimizing on micro square pin-fin heat sink for electronic cooling. Applied Thermal Engineering, 93, 1347–135.
Zuckerman, N. & Lior, N. (2006). Jet impingement heat transfer: physics, correlations, and numerical modeling. Advances in Heat Transfer, 39, 565–631.