با توجه به اهمیت فرایند خنک کردن و گرم کردن یک جسم جامد، تولید انتروپی در جریان محدود در اطراف یک مانع مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، شبیه سازی عددی جریان لایه ای آرام و انتقال حرارت نانو سیال ها با نانو ذرات Al2O3 یا نانو لوله های کربن (CNTs)با شکل های مختلف در نظر گرفته شده است. معادله های ناویر-استوکس و انرژی به صورت عددی در یک سیستم مختصات متناسب با هندسه جسم، با استفاده از روش حجم کنترل حل شده اند. الگوهای جریان و میدان های دما برای مقادیر مختلف غلظت ذرات به طور دقیق بررسی شده اند. علاوه بر این، اثرات شکل و غلظت نانو ذرات بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نانو سیال ها بر افت فشار و توان پمپ مطالعه شد. از سوی دیگر، کمینه کردن تولید انتروپی به عنوان معیار بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در بیشتر موارد، نانو سیال ها انتقال حرارت و همچنین افت فشار را افزایش می دهند. همچنین، شکل نانو ذرات مکانیزم انتقال حرارت در نانو سیال ها مهم است. نانو سیال ها با نانو ذرات استوانه ای CNT نسبت به نانو سیال های که دارای نانو ذرات Al2O3 با شکل کروی هستند، انتقال حرارت را بیشتر افزایش می دهند. برای نانو سیال حاوی CNT با غلظت %5/0 انتقال حرارت خیلی بیشتر از توان پمپاژ افزایش یافته است که این نانو سیال را یک انتخاب اقتصادی می سازد.

یکی از راههای تهویه طبیعی ساختمانها، استفاده از زمین به عنوان منبعی حرارتی برای سرمایش و گرمایش است. در این تحقیق به منظور ارزیابی عملکرد سیستمی که از کانالهای مرطوب زیرزمینی برای تهویه طبیعی استفاده می کند، از مدل یک بعدی عددی و ساده ای استفاده شده است. بر اساس این مدل، انتقال حرارت و جرم در کانال زیرزمینی در حالتی که دیوار کانال با لایه نازکی از آب تر شده باشد، بررسی می شود. در ادامه با معادلسازی، تحلیل کانال مرطوب و خشک، با معرفی ضریبی برای سرمایش تبخیری انجام می شود. مدل ارایه شده توانایی پیش بینی تغییرات درجه حرارت و نسبت رطوبت هوا در طول کانال و تعیین مقدار بار برودتی تولید شده را دارد. تحلیل پارامتری به منظور تعیین اثر قطر هیدرولیکی و نرخ جریان هوا بر انتقال حرارت و جرم میان سطح مرطوب و هوای داخل کانال انجام شده است.

در این مطالعه کاربرد روش هدایت حرارتی معکوس با استفاده از دماهای اندازه گیری شده از مدل های آزمایشگاهی، به منظور تخمین پارامترهای مطلوب انتقال حرارت بررسی شده است. برای تحقق این مهم دو آزمایش کلاسیک انتقال حرارت طراحی شده که دماهای اندازه گیری شده در این دو آزمایش به عنوان ورودی الگوریتم انتقال حرارت معکوس کاربرد دارد؛ در آزمایش اول شار حرارتی و در آزمایش دوم ضریب انتقال حرارت جابه جایی، مجهولات مسئله است. نتایج نشان می دهد روش معکوس با دقت خوبی شار حرارتی و ضریب انتقال حرارت جابه جایی را برآورد کرده است. الگوریتم حل هدایت حرارتی معکوس در شرایط واقعی که امکان اندازه گیری دما در سطوح مورد نظر جسم غیرممکن است، دقت قابل قبولی دارد و ابزاری قدرتمند در بررسی های تجربی است.

این پژوهش رفتارهای حرارتی و هیدرودینامیک جریان آرام سیال عامل آب درون لوله خمیده افقی وایپرتکس، در محدوده اعداد گراشهف پایین و در محدوده انتقال حرارت جابه جایی ترکیبی را به روش عددی مورد بررسی قرار داده است. این لوله دارای خم 180درجه، شعاع انحنا بی بعد 6. 62=R/D2 و زبری های کروی شکل با ارتفاع بی بعد 0. 1=e/D و شار حرارتی ثابت روی دیواره خود است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی با روش حجم محدود به صورت سه بعدی حل شده اند. برای حل مساله از کد دینامیک سیالات محاسباتی نرم افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است. نتایج حاصل بیانگر تاثیر عدد گراشهف و نیروهای شناوری ناشی از آن، همچنین اثر تقابلی نیروهای گریز از مرکز و شناوری در کنار زبری سطح، روی پارامترهای هیدرودینامیک و حرارتی از جمله سرعت محوری بی بعد، جریان های ثانویه، دمای بی بعد، ضریب انتقال حرارت جابه جایی و ضریب اصطکاک سطحی است. به گونه ای که در یک رینولدز ثابت با افزایش گراشهف به دلیل تقابل شدیدتر نیروهای شناوری و گریز از مرکز، ضریب انتقال حرارت جابه جایی کاهش می یابد حال آن که در لوله خمیده صاف (بدون زبری) افزایش گراشهف منجر به افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی می شود. با این وجود لوله خمیده وایپرتکس در محدوده گراشهف و رینولدزهای بسیار پایین، در هر گراشهف و رینولدز یکسان، انتقال حرارت بالاتری نسبت به لوله خمیده صاف داشته است. همچنین نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک سطحی در این نوع لوله ها با افزایش گراشهف می تواند تا 3/5برابر بیشتر از مقدار آن در لوله خمیده صاف باشد.

در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال استوانه ای بستر دانه ای با تولید حرارت داخلی مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. هوای خشک به عنوان سیال عامل در فرایند خنک کاری دانه های کروی گرم شده، مورد استفاده قرار گرفته است. حرارت داخلی با روش گرمایش القائی الکترومغناطیس در دانه های کروی فلزی استفاده شده در قسمت آزمایش به صورت یکنواخت تولید شده است. قطر دانه های کروی در محدوده 5.5 تا 7.5 میلی متر است و جنس آنها فولاد ضد زنگ انتخاب شده است. مطالعه حاضر در حالت جریان پایا و در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4500 تا 9500 انجام گرفته است. پارامترهای مختلف ناشی از تغییرات قطر دانه ها، سرعت سیال و مقدار حرارت تولیدی بر روی انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال متخلخل مطالعه شده است. با توجه به مطالعات هیدرودینامیکی و حرارتی می توان دریافت که با افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش می یابد. همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی با افزایش قطر دانه ها کاهش یافته است. مقدار حرارت تولیدی تاثیر ناچیزی بر ضریب انتقال حرارت جابجایی داشته است و تاثیر فشار بر روی انتقال حرارت جابجایی اهمیت ناچیزی دارد. کانال متخلخل در مقایسه با کانال خالی ضریب اصطکاک را به شدت افزایش می دهد در کانال خالی ضریب اصطکاک همواره عددی کمتر از واحد است ولی برای کانال متخلخل این پارامتر عددی در محدوده 10 تا 25 گزارش شده است.

در سال های اخیر فناوری ازدیاد انتقال حرارت به طور گسترده ای در مبدل های حرارتی برای استفاده در فرایندهای گوناگون صنعتی به کار گرفته می شود. با استفاده از این فناوری نیاز به افزایش تعداد مبدل های حرارتی در یک مجموعه برای رسیدن به نرخ های حرارتی بالاتر قابل رفع می باشد که این امر از نظر اقتصادی بسیار دارای اهمیت است. در این پژوهش عملکرد سه نوع افزاینده انتقال حرارت فنر مارپیچ، ماتریس با دانسیته کم و ماتریس با دانسیته زیاد، در جریان دوفازی آب - هوا در الگوی حبابی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان دهنده آن است که افزاینده های به کار گرفته شده به ترتیب به میزان 26.48، 37.52 و 59.12 درصد موجب افزایش ضریب انتقال حرارت شده اند. مقایسه داده های ضریب انتقال حرارت دوفازی آزمایشگاهی در الگوی حبابی و در لوله خالی با داده های مرجع انتخاب شده حاکی از میزان انحراف 13.89 درصد می باشد. همچنین برای محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی سیال دوفازی در لوله خالی و لوله های مجهز به افزاینده، جداگانه از داده های آزمایشگاهی، رابطه های جدیدی استخراج شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است.