آنالیز تاثیر رسانش حرارتی دیواره های محفظه بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته در یک محفظه مربعی پر شده از یک ماده متخلخل در حالت عدم تعادل حرارتی

در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته در یک محفظه مربعی متخلخل اشباع شده با سیال که توسط دو دیوار جامد عمودی با ضخامت یکسان احاطه شده، به صورت عددی بررسی شده است. دیواره های عمودی محفظه به طور جزیی در دو دمای متفاوت گرم شده و دیواره های افقی عایق میباشند. از مدل دارسی - بریکمن توسعه یافته و مدل عدم تعادل حرارتی برای شبیه سازی جریان و انتقال حرارت در محیط متخلخل استفاده شده است. معادلات حاکم پس از بی بعدسازی با روش المان محدود گالرکین حل شدهاند. تاثیر پارامترهای مهم شامل عدد رایلی، عدد دارسی، عدد پرانتل، نسبت ضریب هدایت حرارتی سیال به فاز جامد محیط متخلخل، ضریب انتقال حرارت جابجایی بین سیال و فاز جامد محیط متخلخل و خصوصیات همبسته همچون ضخامت دیوار و نسبت ضریب هدایت حرارتی دیوار به سیال بر میزان انتقال حرارت درون محفظه بررسی شد. نتایج نشان داد که به غیر از عدد پرانتل، تمامی پارامترهای مذکور تاثیر قابل توجهی بر عدد ناسلت متوسط دارند. همچنین مشاهده شد که در مقادیر بالای نسبت ضریب هدایت حرارتی سیال به فاز جامد و ضریب انتقال حرارت جابجایی بین آنها، مقادیر عدد ناسلت متوسط مدل تعادل حرارتی با مدل عدم تعادل حرارتی برابر شده و فرض تعادل حرارتی بین فازهای محیط متخلخل معتبر میشود.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت همبسته ، انتقال حرارت جابجایی طبیعی ، محفظه بسته ، محیط متخلخل ، عدم تعادل حرارتی