بررسی عددی و نیمه تحلیلی جریان و انتقال حرارت جابجای طبیعی سیالات غیرنیوتنی مدل قاعده توانی

در مطالعه حاضر، به صورت عددی و نیمه تحلیلی به بررسی جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی آرام سیالات غیرنیوتنی مدل قاعده توانی درون یک محفظه مربعی پرداخته شده است. دیوارههای جانبی محفظه تحت دمای ثابت و متفاوت قرار دارند؛ همچنین سقف و کف آن نیز عایق شدهاند. تاثیر ضریب شاخص رفتار جریان( ( n در محدوده1/4-0/6 بر روی میزان انتقال حرارت و رفتار جریان سیال برای اعدد رایلی در بازه 105- 103 و برای دو عدد پرانتل 100و 1000 بررسی شده است. نتایج حاصل از هر دو روش تحلیل مقیاسی و عددی نشان میدهند که عدد ناسلت متوسط برای هر دو نوع سیال نیوتنی و غیرنیوتنی با افزایش عدد رایلی افزایش مییابد. عدد ناسلت محاسبه شده در یک عدد رایلی یکسان برای سیالات غیرنیوتنی با (n<1) n<1 بزرگتر(کوچکتر) از مقادیر به دست آمده برای سیالات نیوتنی است. با افزایش حالت اتساعی سیال غیرنیوتنی((n<1 عدد ناسلت متوسط به سمت عدد یک میل میکند که این نکته بیانگر آن است که در این حالت مکانیزم غالب انتقال حرارت از نوع هدایت حرارتی است. همچنین در این مطالعه اثر تغییر عدد پرانتل بر میزان انتقال حرارت نیز بررسی شده است که یافتهها نشان دهنده آن است که تغییرات عدد پرانتل بر روی میزان انتقال حرارت ناچیز است

کلیدواژه ها:

سیال غیرنیوتنی ، مدل قاعده توانی ، جابجایی طبیعی ، روش تحلیل مقیاسی ، روش عددی حجم محدود