مدلسازی انتقال حرارت تحت شرایط عدم تعادل حرارتی سیال در یک محفظه با در نظر گرفتن یک پره احاطه شده توسط ساختاری از ماده متخلخل

در مطالعه حاضر، انتقال حرارت جابجایی آزاد سیال درون محفظه ی بسته با در نظر گرفتن محیط متخلخل و پره جامد مورد بررسی قرار گرفت. محفظه به شکل مربعی بوده که به دیواره ی سمت چپ یک پره که توسط لایهای از محیط متخلخل احاطه شده، متصل است. شروط مرزی در مسیله به گونه ای فرض شده است که دیواره ی عمودی سمت راست در دمای سرد و دیواره های افقی5 بالا و پایین به صورت عایق باشد. از طرفی دیوارهی عمودی سمت چپ در بخش اتصال میان دیواره و پره، در دمای گرم و مابقی آن نیز به صورت عایق فرض شده است. معادلات حاکم بر بخشهای سیال، محیط متخلخل (با فرض عدم تعادل حرارتی) و محیط جامد استخراج و به شکل بیب9عد خود منتقل شدند و مسیله با استفاده از روش المان محدود به صورت عددی حل گردید. در ادامه پارامترهای مهم و اثرگذار بر انتقال حرارت از محفظه مورد بحث و بررسی قرار گرفت و تاثیر هر کدام بر انتقال حرارت سنجیده شد. نتایج به صورت شکل، جدول، منحنی ، خطوط جریانثابت و دماثابت ارایه و به تفصیل مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از است که اثرات افزایش پارامترهای نسبت رسانندگی سیال به ماتریس متخلخل، عدد دارسی و ضریب تخلخل به ترتیب سبب کاهش، افزایش و افزایش در ضریب انتقال حرارت است. همچنین نسبت ضریب رسانندگی حرارتی جامد به سیال تاثیر مستقیمی بر انتقال حرارت داشته و افزایش آن بهبود انتقال حرارت را در پی خواهد داشت. از طرفی افزایش عدد رایلی سبب افزایش انتقال حرارت و افزایش حجم بخش متخلخل منجر به کاهش بخش پر شده است سیال خواهد شد. این امر به معنی تضعیف گردش سیال و در نهایت تضعیف انتقال حرارت میباشد.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت آزاد در محفظه ، محیط متخلخل ، محیط جامد ، پره