Главная – Журналы – Теплофизика и аэромеханика 2012 номер 1

С помощью метода конечных объемов численно моделировалось ламинарное смешанное конвективное течение (с учетом плавучести) в двумерном вертикальном канале с обратным уступом
с использованием наножидкостей как среды. Использовались различные типы наночастиц, такие как Au, Ag, Al₂O₃, Cu, CuO, алмаз, SiO₂ и TiO₂ с 5 % объемной долей. Поддерживалась равномерная температура стенки ниже по потоку от уступа, а на прямой стенке, которая образует другую сторону канала, поддерживалась постоянная температура, эквивалентная температуре жидкости на входе. Стенки вверх по потоку от уступа рассматривались как адиабатические поверхности. Высота уступа в канале составляла 4,9 мм, относительное расширение канала равнялось 1,942, а полная длина ниже по потоку от уступа ⎯ 0,5 м. На стенке вниз по потоку поддерживалась фиксированная равномерная температура в диапазоне 0 ≤ ΔT ≤ 30 °С, которая была выше, чем температура течения на входе. Рассматривались числа Рейнольдса в диапазоне 33,3 ≤ Re ≤ 100. Найдено, что непосредственно за уступом развивалась область рециркуляции, которая появлялась между кромкой уступа и на расстоянии нескольких миллиметров перед углом, который соединяет уступ со стенкой вниз по потоку. В зоне размером несколько миллиметров между областью рециркуляции и стенкой вниз по потоку развивалось течение в направлении, противоположном течению рециркуляции, которое смешивалось с нерециркуляционным течением и двигалось вдоль канала. Наблюдались два пика максимума и один пик минимума в числе Нуссельта вдоль нагретой стенки вниз по потоку. Сделан вывод, что наножидкость с Au имеет самый
высокий пик максимума числа Нуссельта, а наножидкость с алмазом имеет самый высокий пик минимума. Наножидкости с более высоким числом Прандтля имеют более высокий пик чисел Нуссельта после того, как исчезают отрыв и течение рециркуляции.