شبیه سازی جریان جابجایی آزاد در یک حفره مربعی با سه جفت چشمه چاه حرارتی با استفاده از روش شبکه بولتسمه

مقاله حاضر به مطالعه ویژگی های انتقال حرارت جابجایی آزاد و رفتار جریان سیال در یک محفظه بسته مربعی دوبعدی با سه جفت چشمه-چاه حرارتی گسسته بر روی دیواره های عمودی با استفاده از روش شبکه بولتزمن می پردازد. تمرکز اصلی روی تاثیر عدد رایلی و ترتیب قرارگیری چشمه ها و چاه ها بر روی جریان سیال و ویژگی های انتقال حرارت می باشد. جریان سیال و ویزگی های انتقال حرارت توسط خطوط جریان و خطوط همدما در سه حالت مورد بررسی قرار گرفته است. برای حالت I که چشمه ها و چاه ها به طور جداگانه در دو دیواره واقع شده اند ایجاد یک گردابه می کنند. در حالت II که چشمه ها و چاه ها به طور یک در میان در دو دیوار قرار گرفته اند ایجاد سه گردابه می کنند. برای حالت III که چشمه ها و چاه ها به طور تناوبی در روی یک دیوار قرار گرفته اند شش گردابه تشکیل می شود. در کار حاضر جریان سیال پایا و دوبعدی و سیال مورد بررسی هوا با عدد پرانتل 0/7 در نظر گرفته شده است. بررسی جریان سیال و انتقال حرارت برای مقادیر مختلف عدد رایلی انجام شده و توافق خوبی بین نتایج بدست آمده و نتایج موجود در منابع وجود دارد. نشان داده شد که هنگامیکه چشمه ها و چاه ها در حالت متناوب مرتب می شوند تعداد گردابه ها در حفره افزایش یافته و در نتیجه انتقال حرارت افزایش می یابد.

Keywords:

جابجایی آزاد , روش شبکه بولتزمن , حفره مربعی بستته , انتقال حرارت , حرارت دهی گسسته