تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محفظه‌ی قطاعی گرم‌شده از کف با استفاده از لایه‌ی متخلخل

نویسندگان

1 صنعتی ارومیه-مهندسی مکانیک

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.22060/mej.2020.17242.6546
چکیده

در مقاله‌ی حاضر، جریان آرام و انتقال حرارت نانوسیال 4‌O‌3‌Fe‌‌/‌آب در یک محفظه‌ی دایروی به صورت عددی و با روش دو‌فازی بونجیورنو انجام شده است. یک لایه‌ی متخلخل به دیواره‌ی داغ محفظه جاگذاری شده و اعمال میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی موجب ایجاد اثرات مگنتوهیدرودینامیکی در محفظه شده است. تمامی معادلات به صورت بی‌‌بعد حل شده و توزیع غلظت نانوذرات ارائه شده است. پارامتر‌های کنترلی در این مطالعه شامل عدد دارسی  10-1≤Da≤10-6، زاویه‌ی اعمال میدان مغناطیسی 090، عدد هارتمن 200≥Ha≥0، ضریب انتقال حرارت هدایتی موثر لایه‌ی متخلخل10100، عدد رایلی 105×5≤Ra≤0، پارامتر‌های هندسی نظیر ضخامت لایه‌ی متخلخل 09/010/0 و زاویه‌ی مرکزی محفظه 90≥θ≤0 می‌باشد. نتایج بدست‌آمده از بررسی‌های انجام‌شده به صورت نمودار، کانتور و همچنین خطوط جریان، وابستگی عدد ناسلت به پارامتر‌های کنترلی را نشان می‌دهد. بر اساس نتایج بدست‌آمده، با تغییر عدد دارسی، عدد ناسلت میانگین تغییر یافته و مقدار مشخصی از عدد دارسی وجود دارد که کمتر از آن مقدار، جاگذاری لایه‌ی متخلخل موجب کاهش انتقال حرارت می‌گردد. با این وجود، با افزایش عدد هارتمن که موجب اعمال نیروی لورنتس می‌شود، عدد ناسلت کاهش خواهد یافت زیرا مومنتوم جریان سیال و بنابراین انتقال حرارت جابجایی در داخل محفظه کاهش می‌یابد.