بررسی عددی انتقال گرمای ترکیبی رسانش ، همرفت طبیعی و تابش در یک بلوک جامد شامل حفره‌های پرشده با گاز

نویسندگان

1 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک ، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

doi
10.22034/jmeut.2024.57861.3304
چکیده

در این پژوهش بررسی انتقال گرمای ترکیبی همرفت طبیعی، رسانش و تابش در یک بلوک جامد شامل دو حفره پرشده با گاز هوا مطالعه می‌شود. دیواره‌ی سمت چپ بلوک دارای دمای Th، دیواره سمت راست بلوک دارای دمای Tc و دیواره‌های بالا و پایین عایق گرمایی هستند. بلوک شامل دو حفره است که سطوح داخلی آن از نظر تابشی، پخشنده خاکستری بوده و گاز داخل حفره از نظر تابشی غیرفعال است. این پژوهش توسط روش المان محدود و نرم‌افزار Comsol Multiphysics نسخه 1/6 انجام می‌شود. مطالعه عددی برای اعداد رایلی در محدوده ، ضریب صدور سطوح حفره در محدوده   و مقادیر مختلف نسبت رسانایی گرمایی ، انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد رایلی، عدد ناسلت همرفت افزایش و ناسلت تابشی کاهش می‌یابد. افزایش ضریب صدور تأثیر منفی روی شار گرمایی دارد به ‌طوری‌که ناسلت همرفت کاهش و ناسلت تابشی افزایش می‌یابد. افزایش رسانایی گرمایی نیز باعث تقویت همرفت طبیعی می‌شود چرا که با افزایش رسانایی گرمایی، شار گرمایی سریع‌تر از بلوک جامد عبور می‌کند و به سیال درون حفره می‌رسد.