بررسی اثر پارامترهای هندسی بر انتقال گرمای همرفتی طبیعی سیال غیر نیوتنی در یک محفظه مربعی با دو مانع دما ثابت

در این تحقیق، انتقال گرمای همرفتی طبیعی درون یک محفظه مربعی پر شده با سیال غیرنیوتنی مدل تابع نمایی، همراه با دو مانع دما ثابت مربعی درون آن، به روش عددی بررسی شده است.  موانع در دمای ثابت  و دیواره های جانبی محفظه در دمای ثابت  قرار دارند. دیواره های افقی محفظه عایق شده­اند. جریان داخل محفظه، دو بعدی، لایه ای، پایا و تراکم ناپذیر فرض شده است. معادلات حاکم بر سیال غیرنیوتنی مدل تابع نمایی به روش تفاضل محدود بر مبنای حجم کنترل جبری شده و با استفاده از یک برنامه­ کامپیوتری به زبان فرترن، بر مبنای الگوریتم SIMPLE، به طور همزمان حل شده­اند. برای اطمینان از صحت نتایج، نتایج بدست آمده از کد کامپیوتری با نتایج مقالات دیگر در زمینه سیالات غیرنیوتنی مقایسه شده است. اثر تغییر اندازه موانع ، فاصله آن ها از یکدیگر  و فاصله موانع از دیواره پایینی محفظه ، بر میدان های جریان و دما و آهنگ انتقال گرما، در شاخص های تابع نمایی مختلف ( ) و اعداد رایلی مختلف ( ) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش اندازه موانع، عدد ناسلت متوسط در شاخص های تابع نمایی مختلف افزایش می یابد. با کاهش فاصله موانع و  قرار دادن آن ها در کنار یکدیگر، آهنگ انتقال گرما از محفظه در شاخص های تابع نمایی مختلف کاهش می یابد. این در حالی است که، با افزایش فاصله موانع و قرار دادن آن ها برروی دیواره های عمودی محفظه، آهنگ انتقال گرما در n=۱ و n=۰.۸ کاهش و در n=۱.۴  افزایش می یابد. افزایش عدد رایلی سبب افزایش عدد ناسلت متوسط به ویژه در شاخص های تابع نمایی کوچکتر از یک می شود.

کلیدواژه ها:

انتقال گرمای همرفتی طبیعی ، سیال غیرنیوتنی مدل تابع نمایی ، محفظه ، مانع ، شبیه سازی عددی