تحلیل عددی انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی در محیط متخلخل

نوع مقاله: گزارش تحقیقاتی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک

2 دانشگاه شاهرود

3 دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

در این مقاله از روش شبکۀ بولتزمن در بررسی جریان جابجایی اجباری و انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی توانی بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، استفاده شده است. محیط متخلخل با موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد گردیده است که امکان بررسی جریان‌های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می‌کند. علی‌رغم استفاده زیاد از روش شبکۀ بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده از مدل شبکۀ بولتزمن حرارتی از کارهای نو در این زمینه است. دو سیال توانی مختلف نازک شونده و ضخیم شونده، با سه آرایش متفاوت از بلوک های مربعی بین دو صفحه بررسی شده است. تاثیر اعداد رینولدز مختلف بر روی پروفیل‌های سرعت و دما و همچنین عدد ناسلت بررسی گردیده است. نتایج به خوبی حرکت جریان سیال و توزیع دمای داخل محیط متخلخل را نشان می‌دهد. همچنین گردابه‌های ایجاد شده در پشت موانع مربعی در داخل محیط متخلخل، برحسب عدد رینولدز نمایش داده شده و تاثیر آن بر انتقال حرارت مطالعه شده است. وجود موانع ثابت در دامنه محاسباتی به عنوان محیط متخلخل، باعث افزایش عدد ناسلت متوسط گشته و کاهش ضریب توانی و افزایش تعداد موانع باعث بهبود بیشتر انتقال حرارت می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات