بررسی عددی انتقال گرمایی جابجایی طبیعی سیال غیرنیوتنی قانون توانی درون محفظه مثلث شکل حاوی یک منبع گرمایی همدما

نویسندگان

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

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

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

doi
10.22034/jmeut.2021.44724.2849
چکیده

در این تحقیق انتقال گرمای جابجایی طبیعی در یک محفظه مثلثی پرشده از سیال غیرنیوتنی قانون توانی که یک گرم‌کن مثلـث شـکل بـا دمـای ثابـت   درون آن قـرار دارد بررسـی می‌شود. محفظـه یـک مثلـث متساوی الضلاع به ضلع l و گرم‌کن نیز یک مثلث متساوی الضلاع به ضلع b است. دیوارهـای جـانبی محفظـه دردمای سرد  قرار دارند و دیوار پائینی محفظه از نظر گرمایی عایق شده است. معادلات مربوطه برای سیال غیرنیوتنی قانون توانی به روش المان محدود جبری شده و با استفاده از روش یکپارچه مستقیم در نرم‌افزار comsol حل‌ شده‌اند. تأثیر پارامترهایی مانند عدد رایلی ، شاخص توان  ، طول بی‌بعد مثلث گرم‌کن  بر روی عملکرد هیدرودینامیکی و حرارتی محفظه بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که افزایش عدد رایلی، به‌ویژه برای مقادیر  ، باعث افزایش آهنگ انتقال گرما می‌شود و استفاده از سیالات غیرنیوتنی رقیق برشی، مخصوصاً در اعداد رایلی بالا نیز عملکرد گرمایی محفظه را بهبود می‌بخشد. نتایج همچنین نشان می‌دهند که اندازه محفظه گرم‌کن، بسته به مقادیر عدد رایلی و شاخص توان تأثیرات قابل ‌توجهی بر روی میدان جریان و عملکرد گرمایی محفظه دارند.