سلمان و همکاران [۸۱] در تحقیق خود خلاصه­ای از تحقیقات متعدد را که روی دو موضوع الف) بررسی جریان سیال و انتقال حرارت و انواع میکرولوله و میکروکانال ب) نانوسیال­ها شامل خواص، رفتار و سایر پارامتر­ها، متمرکز بود را بیان نمودند. هدف این مقاله بیان یک دیدگاه روشن و خلاصه‌ای دقیق از تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل مشخصات هندسی، شرایط مرزی و نوع سیال است.
حجت و همکاران [۸۳] انتقال حرارت اجباری نانوسیال غیرنیوتنی در لوله مدور با دمای ثابت دیواره در شرایط مغشوش را مورد بررسی قرار داده­اند. نتایج نشان می­دهد که ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی نانوسیال نسبت به سیال پایه بالاتر است. افزایش ضریب انتقال حرارت جا به ­جایی با افزایش عدد پکله و افزایش غلظت نانوذرات افزایش می­یابد.
۶-۳ مطالعات تئوریک
ماسیمو و همکاران [۶۰] به بررسی انتقال حرارت نانوسیال­ها داخل لوله تحت جریان مغشوش به‌صورت تحلیلی پرداختند. آن‌ها رفتار نانوسیالات را تک فاز فرض کردند. نتایج اساسی بدست آمده از این مقاله به این شرح است، برای هر ترکیب خاص جامد-مایع غلظت بهینه نانوذره با افزایش دمای توده نانوسیال افزایش، عدد رینولدز سیال پایه افزایش و نسبت طول به قطر لوله کاهش می­یابد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

هاللفد و همکاران [۸۲] عملکرد حرارتی و افت فشار میکروکانال مستطیلی با بهره گرفتن از نانولوله­های کربنی به همراه نانوسیال را بهینه‌سازی کردند.
ژوآن و روئتزل^[۱۱۴] [۶۱] دو روش را برای تحلیل انتقال حرارت در نانوسیالات پیشنهاد دادند. در روش اول، فرض می‌شود که وجود نانوذرات درون جریان تنها با تغییر دادن خواص ترموفیزیکی سیال بر انتقال حرارت تأثیر می‌گذارد و بر اساس آن معادلات قوانین بقا برای جریان سیال و انتقال حرارت در یک سیال خالص تنها با جایگزینی خواص ترموفیزیکی نانوسیال، ‌برای تحلیل نانوسیالات نیز می‌توانند به کار روند. این مطلب همچنین به این معناست که روابط کلاسیک انتقال حرارت جا به ­جایی برای سیالات خالص می­توانند برای نانوسیالات نیز استفاده شوند. در روش دوم، نانوسیال کماکان به‌عنوان یک سیال تکفازی رفتار می‌کند، اما انتقال حرارت اضافی بدست آمده با نانوسیالات به‌وسیله مدل نمودن پدیده پراکندگی مورد توجه قرار می‌گیرد. آن‌ها نشان دادند که پراکندگی حرارت در نانوسیال به دلیل حرکت تصادفی نانوذرات اتفاق می‌افتد. با در نظر گرفتن این حقیقت که این حرکت تصادفی، تولید اغتشاش در سرعت و دما می‌کند. محققین نشان دادند که ضریب هدایت حرارتی مؤثر که در معادله بقای انرژی قابل استفاده است به صورت زیر است.

که k_nf ضریب هدایت گرمایی نانوسیال و k_d ضریب هدایت گرمایی پخش شده است که با تعریف پیشنهاد شده زیر قابل محاسبه است.

در روابط بالا، چگالی، C_P گرمای ویژه، U_x سرعت محوری، کسر حجمی ذره، d_p قطر نانوذره و r_o شعاع لوله است. C ثابتی تجربی بوده که باید از طریق تطابق با نتایج آزمایشگاهی تعیین شود. اندیس nf نشان دهنده نانوسیال است.
در مطالعه‌ای دیگر، بر اساس مدل پراکندگی، رابطه زیر به‌وسیله لی و ژوان [۶۲] برای تعیین عدد ناسلت پیشنهاد شد.

نشان داده شد که رابطه بدست آمده می‌تواند برای پیش‌بینی انتقال حرارت در جریان جا به ­جایی اجباری نانوسیال درون لوله‌های مدور استفاده شود. Pe_d عدد پکله ذره است که به‌صورت زیر تعریف می‌شود.

که U_m سرعت جریان و ضریب پخش گرمایی نانوسیال است. Re_nf و Pr_nf اعداد پرانتل و رینولدز متداول هستند، ‌اما خواص ترموفیزیکی نانوسیال باید در محاسبات مربوطه به کار رود. C₁ ، C₂، m₁ ، m₂ و m₃ ثابت‌های تجربی هستند که باید به‌وسیله نتایج آزمایشگاهی تعیین شوند.
تحلیل تئوریک دیگری در رابطه با انتقال حرارت نانوسیال به‌وسیله دینگ و ون^[۱۱۵] [۶۳] انجام شده است. این محققان بر مهاجرت ذرات که بر اثر برش، تغییرات لزجت و حرکت براونی ایجاد شده، تمرکز نمودند. آن‌ها نشان دادند که نسبت حجمی ذره در جهت شعاعی درون جریان نانوسیال در یک لوله مدور، کاهش پیدا می­ کند، در نتیجه توزیع غیریکنواختی از خواص ترموفیزیکی در راستای شعاعی حاصل می‌شود. نشان داده شده که این تغییر خواص در راستای شعاعی، توزیع دما و سرعت در جریان را تغییر می‌دهد و این حقیقت به‌عنوان یک مکانیزم مؤثر در افزایش انتقال حرارت نانوسیالات پیشنهاد شد.
یک مسئله مهم در تحلیل نانوسیالات حرکت لغزشی بین نانوذرات و مولکول‌های سیال است. بونجیورنو^[۱۱۶] [۶۴] اثر پراکندگی حرارتی را از طریق مورد توجه قرار دادن هفت مکانیزم لغزش تحلیل نمود و نشان داد که مکانیزم حرکت براونی در بین این مکانیزم­ ها، غالب است. همچنین وی پیشنهاد کرد که حرکت لغزشی نانوذرات اثر مستقیمی روی انتقال دما در جریان ندارد اما بر مهاجرت ذره اثرگذار است. همچنین توزیع شعاعی خواص ترموفیزیکی در یک جریان به دلیل پدیده مهاجرت ذره تغییر می‌کند و تغییرات دما تغییرات ویژگی ترموفیزیکی در جریان را افزایش می­ دهند. نشان داده شد که این پدیده می‌تواند افزایش اضافی (فوق‌العاده) انتقال حرارت را در استفاده از نانوسیال توجیه نماید. بونجیورنو چهار معادله دیفرانسیل جزئی برای تحلیل انتقال حرارت نانوسیال با لحاظ نمودن مسئله دوفازی بودن جریان، ارائه کرد. معادلات مربوطه شامل معادله پیوستگی برای نانوذرات، معادله پیوستگی برای نانوسیال، معادله ممنتوم برای نانوسیال و معادله انرژی برای نانوسیال است.