مطالعه ی عددی انتقال حرارت جابهجایی طبیعی مزدوج در محفظه ی بسته متخلخل به روش شبکه ی بولتزمن
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
doi
10.22044/jsfm.2015.525چکیده
در مقاله حاضر، به بررسی عددی انتقال حرارت جابهجایی طبیعی آرام در محفظه بسته مربعی متخلخل با دو دیواره جامد به روش شبکهی بولتزمن میپردازیم. در این تحلیل، محیط متخلخل در مقیاس ماکروسکوپیک مدلسازی شده است و از مدل دارسی- برینکمن- فورشهایمر برای مدلسازی این محیط در عدد پرانتل 1 و در محدوده اعداد دارسی 1-10 تا 4-10، رایلی 103 تا 106، ضریب تخلخل 0.4 تا 0.9، نسبت ضخامت دیواره 0.1 تا 0.4 و نسبت ضریب نفوذ حرارتی جامد به سیال 1 تا 100، استفاده شده است و اثرات محیط متخلخل با افزودن ضریب تخلخل در تابع توزیع تعادلی چگالی و افزودن ترم نیروهای بدنی در معادلات در نظر گرفته میشود. اثر هر یک از پارامترهای ذکر شده بر میزان انتقال حرارت از هندسه توسط عدد ناسلت متوسط بررسی شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، افزایش عدد دارسی، رایلی، ضریب تخلخل و نسبت ضریب نفوذ حرارتی با توجه به تغییر رژیم غالب انتقال حرارت از هدایت به جابهجایی، سبب افزایش ضریب انتقال حرارت و افزایش ضخامت دیواره به دلیل کاهش بخش محیط متخلخل سبب کاهش ضریب انتقال حرارت میشود.