حل بسته انتقال گرمای جابجایی اجباری سیال قانون توانی درون لوله های هم دما

در مقاله حاضر انتقال گرمای جابجایی اجباری سیال غیرنیوتنی قانون توانی درون لوله هم دما به صورت تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. جواب های تحلیلی برای جریان های درحال توسعه گرمایی و نیز کاملا توسعه یافته قانون توانی ارائه شده است. در جریان در حال توسعه گرمایی، جواب معادله انرژی به روش جداسازی متغیرها، یک دستگاه معادله دیفرانسیل همگن به صورت اشتورم لیوویل می باشد. توزیع دمای جریان قانون توانی درون لوله برای نخستین بار برای دو حالت رقیق شونده n=۰.۲ و نیوتنی n=۱  به صورت حل بسته ارائه شده است. نمودار حاصل از ترسیم عدد ناسلت محلی بر حسب طول بی بعد لوله برای هر دو حالت بررسی شده، بیان گر این واقعیت است که با افزایش شاخص قانون توانی، عدد ناسلت کاهش می یابد. برای جریان کاملا توسعه یافته قانون توانی، با حل معادله انرژی در نهایت یک معادله دیفرانسیل معمولی همگن مرتبه دوم حاصل شده است که در آن توزیع دمای جریان به روش آنالیز مودال به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که عدد ناسلت و دمای بیشینه با افزایش شاخص قانون توانی کاهش می یابند که به معنای کاهش انتقال گرما در لوله می باشد.

Keywords:

سیال قانون توانی , انتقال گرمای جابجایی , لوله هم دما , آنالیز مودال , شاخص قانون توانی