انتقال گرمای جابجایی آزاد از میله ای گرم با مقطع مثلثی به محفظه ی مربعی

در این مقاله جریان همرفت آزاد در داخل محفظه­ای با مقطع مربعی که یک میله با مقطع مثلث در آن قرار دارد، بررسی شده است. دیواره­ی محفظه و میله هر دو در دمای ثابت و متفاوت قرار دارند.هدف از این بررسی، پیش­بینی اثر تغییر عدد ریلی، تغییر موقعیت میله­ی مثلثی و چرخش آن است.برای حل عددی این معادلات، از روش اختلاف محدود مبتنی بر حجم کنترل و الگوریتم SIMPLE استفاده می­شود. برای حل معادلات جبری به دست آمده، برنامه کامپیوتری به زبان فرترن نوشته شده ­است. بر اساس نتایج مدل­سازی، افزایش عدد ریلی موجب می­گردد که آهنگ انتقال گرمای همرفت آزاد در محفظه افزایش یابد. بررسی در موقعیت میله­ی مثلثی در محفظه نیز نشان می­دهد که تغییر مکان میله در راستای عمودی به مراتب تاثیر بیشتری در عدد نوسلت میانگین نسبت به موقعیت­های دیگر می­گذارد. به عبارت دیگر وقتی میله در پایین­ترین حالت واقع می­گردد، افزایش قابل توجهی در آهنگ انتقال گرما مشاهده می­شود. همچنین بررسی بر روی اثر چرخش میله در محفظه نیز نشان داد که با قرار گرفتن راس میله­ی مثلثی در پایین، انتقال گرما کاهش می­یابد.

Keywords:

همرفت آزاد , محفظه , میله ی مثلثی , معادلات نویراستوکس , تقریب بوزینیسک