(۱-۶۷)
(۱-۶۸)
با توجه به اینکه نانوسیال می تواند با نانوذرات مختلف، غلظتهای متنوع و یا اندازه های مختلف نانوذرات تهیه گردد، یک معادله جامع باید بتواند اثر پارامترهای مذکور را در خود جای دهد. تلاش محققین برای رسیدن به چنین معادلهای همچنان ادامه دارد.
۱-۶-۸-۳ انتقال حرارت جا به جایی طبیعی
مسئله انتقال حرارت جا به جایی طبیعی را علاوه بر شیوه های آزمایشگاهی میتوان از طریق تئوری و با بهره گرفتن از معادلات حاکم بر چنین فرآیندی نیز تجزیه و تحلیل کرد. برای چنین اموری دو دیدگاه وجود دارد. از یک نگاه میتوان سوسپانسیونهای جامد–مایع را دو فازی در نظر گرفت. دیدگاهی که در تجزیه و تحلیل سوسپانسیونهای حاوی ذرات جامد با ابعاد میلیمتر و یا میکرومتر به کار میرود و از دیدگاه دیگری سوسپانسیون را میتوان بهعنوان یک سیال تک فازی در نظر گرفت. دیدگاه اول به فهم بهتر انتقال حرارت توسط فازهای جامد–مایع کمک می کند. در دیدگاه دوم ذرات جامد و مایع در تعادل حرارتی و دارای سرعتهای موضعی برابر فرض میشوند. [۴۶]. در بررسی انتقال حرارت توسط نانوسیال باید عواملی نظیر جاذبه، حرکت براونی، تشکیل لایه در سطح مشترک جامد–مایع، خوشهای شدن نانوذرات، اصطکاک بین سیال و ذرات جامد مدنظر قرار گیرند. ضمن اینکه نفوذ براونی، تهنشینی و پراکندگی نیز بهصورت همزمان می تواند وجود داشته باشد. در غیاب داده های تجربی استفاده از مدل دو فازی برای بررسی نانوسیال ممکن نخواهد بود. درحالیکه با اصلاح مدل تک فازی میتوان برخی از عوامل مذکور را در معادلات لحاظ کرد.
۱-۷ اغتشاش
۱-۷-۱ مقدمه
بیش از ۵۰۰ سال است که اغتشاش بهعنوان یک ویژگی شناختهشده در جریان سیالات موردتوجه قرار گرفته است. این پدیده در اواخر قرن نوزدهم، توسط محققان بهنام، مانند بوزینسک، رینولدز، لمب، … و در قرن بیستم توسط مهندسان و محققان برجستهای، مانند پرانتل، فون کارمن، تولمین، شیلختینگ، هاینز، وایت و … موردمطالعه قرار گرفته است، اما هنوز اطلاع کامل و جامعی از چگونگی وقوع یا پیش بینی رفتار آن تا درجه قابلاعتمادی از نظر مهندسی در دست نیست. مطالعه رفتار اغتشاشی (آشفته) جریان سیالات یکی از فریبندهترین، ملالآورترین و مهمترین مسائل در علوم نظری-تجربی است. در حقیقت، جریان سیالات در بیشتر مواقع مغشوش بوده و در مقیاس مایکروسکوپی نیز فیزیک غالب بر بیشتر پدیده های جهان هستی از درون سلول حیاتی، سیستم گردش خون و تنفس موجودات زنده گرفته تا وسایل بیشمار صنعتی مورد استفاده در یک جامعه مدرن و نیز پدیدههایی مانند زمین شناسی، اقیانوسشناسی، ستارهشناسی و فیزیک حاکم بر کهکشانها را در برمیگیرد. بهرغم جریان گسترده سیالات و حضور دائمی اغتشاش، اغتشاش[۹۵] تا به امروز جزو آخرین مسائل لاینحل ریاضی-فیزیک-مهندسی باقیمانده است.
جدول ۱-۶ تاریخچه مختصر از شخصیتها و نظریات تأثیرگذار
نام
سال
توضیحات
نیوتن
۱۶۸۷
انتشار کتاب Principia Mathematica با تاکید بر وجود رابطه خطی بین تنش ناشی از لزجت و نرخ کرنش
ناویر
۱۸۲۳
ارائه معادله بقای مومنتوم خطی با لحاظ کردن اصطکاک موجود در سیال
هایگن
۱۸۳۹
ارائه دو رژیم در جریان سیالات در لوله که در اولی p Q و در دومی p Q2 است (اما وی قادر به توضیح این پدیده نبود).
استوکس
۱۸۴۵
لحاظ کردن لزجت مولکولی و ارائه ریاضی معادله ناویر-استوکس
بوزینسک
۱۸۷۷
معرفی لزجت اغتشاشی
رینولدز