مطالعه عددی اثر زاویه شیب و پارامترهای هندسی فوم فلزی آلومینیومی بر انتقال حرارت جابهجایی آزاد با شرط عدم تعادل حرارتی
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
doi
چکیده
در مطالعه حاضر بررسی اثر زاویه شیب و پارامترهای هندسی فوم فلزی آلومینیومی بر انتقال حرارت جابهجایی آزاد بهصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. انتقال حرارت و جریان سیال در فوم فلزی براساس تئوری حجم متوسط است و با درنظرگرفتن شرط عدم تعادل حرارتی برای معادله انرژی و معادله غیرخطی دارسی- برینکمن- فورشیمر برای معادله ممنتوم در ناحیه متخلخل بیان شده است، معادلات میکروسکوپی در ناحیه سیال خالص و معادلات ماکروسکوپی در ناحیه متخلخل حل میشوند. حل عددی معادلات حاکم بر انتقال ممنتوم و انرژی در ناحیه متخلخل و سیال خالص با بهکارگیری روش المان محدود صورت گرفته است. در این مطالعه، تاثیر پارامترهای زاویه شیب چاهگرمایی فوم فلزی، دمای پایه و همچنین پارامترهای هندسی فوم شامل تخلخل، چگالی منفذ و ارتفاع فوم بر عملکرد حرارتی فوم فلزی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی با نتایج تجربی کارهای دیگران تطابق خوبی را نشان میدهد. طبق نتایج عددی، در یک دمای یکسان، عدد نوسلت متوسط چاهگرمایی فوم فلزی در حالت افقی ۶۲/۶% بیشتر از صفحه تخت افقی است. فوم فلزی در حالت افقی دارای بیشترین مقدار عدد نوسلت متوسط، نسبت به دیگر زاویهها است؛ برای فوم فلزی با چگالی منفذ ۵منفذ در اینچ و تخلخل ۰/۹۲ در حالت افقی عدد نوسلت متوسط سطح ۲۲/۳% بیشتر از حالت عمودی است. همچنین در حالت افقی روبهبالا عدد نوسلت متوسط، ۲۹/۵% بیشتر از حالت افقی روبهپایین است.
