بررسی عددی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی آزاد در میکروکانال های مستطیلی

در این تحقیق از روش عددی حجم محدود برای مطالعه همرفت آزاد و تراکم ناپذیر جریان هوا داخل میکروکانال های مستطیلی استفاده شده است. محفظه شامل دو دیواره افقی آدیاباتیک و دیواره های عمودی هم دما می باشد. با استفاده از روش تراکم پذیری مصنوعی معادله پیوستگی به معادلات ممنتوم کوپل شده است. جهت گسسته کردن معادلات حاکم بر جریان و مربوط به جمله های جابجایی و جمله های ویسکوز از روش حجم محدود جیمسون استفاده شده است به گونه ای که معادلات حاصل جبری صریح بوده و به صورت شبه زمانی ظاهر می شوند که با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه چهار و با الگوی پیشروش زمانی حل شده است. شرط مرزی لغزش سرعت و پرش دمایی روی دیواره ها لحاظ شده است، م عادلات گسسته شده توسط روشهای گسسته سازی های زمانی و مکانی در زبان برنامه نویسی فرترن نوشته شده است. تأثیرات تغییر عدد رایلی، عدد نادسن و ه ندسه شکل بر روی جریان سیال و انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می دهند، افزایش عدد رایلی موجب افزایش انتقال حرارت و افزایش عدد نادسن موجب کاهش انتقال حرارت می گردد. در نسبت اندازه های کوچکتر از یک انتقال حرارت به شدت کاهش می یابد در حالی که در نسبت اندازه های بزرگتر از یک انتقال حرارت تغییر زیادی نمی کند، همچنین مشخص شد در نظر نگرفتن شرط لغزش سرعت و پرش دمایی می تواند در محاسبه عدد ناسلت خطاهایی بزرگتر از 85% ایجاد کند.

کلیدواژه ها:

میکروکانال ، عدد ناسلت ، عدد نادسن ، روش تراکم پذیری مصنوعی ، پرش دمایی