مطالعه انتقال حرارت جابجایی آزاد در محیط متخلخل با استفاده از سیالات غیر نیوتنی

بررسی انتقال حرارت و جریان سیال در محیط متخلخل دارای کاربردهای عملی بسیار رایج است که از جمله می توان به مبدل های حرارتی فشرده، عایق بندی حرارتی، سیستم های انرژی زیر زمینی، واحدهای ذخیره ای انرژی، ساخت سرامیک، ساخت پرکن های مورد استفاده در صنایع شیمیایی به منظور بالا بردن راندمان انتقال حرارت و غیره اشاره نمود. بخش عمده ای از سیالات، چه آنهایی که در طبیعت وجود دارند و چه آنهایی که در فرایندهای صنعتی ایجاد می شوند یا مورد استفاده قرار می گیرند، رفتاری غیر نیوتنی از خود نشان می دهند. مسئله حاضر بررسی انتقال حرارت طبیعی درون یک محفظه متخلخل دو بعدی است که دیوارهای طرفین آن در دو دمای مختلف و دیواره های بالا وپایین آن آدیاباتیک هستند. این محفظه با یک سیال غیر نیوتنی پر شده است. در این پژوهش به وسیله نرم افزار CFX این مساله را حل عددی کرده و خطوط دما و جریان در اعداد بی بعدDa=0.1,0.01,0.0001.Ra=100 برای شاخص پاورلا n=0.5,1,1.5 بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد دارسی ناسلت موضعی افزایش یافته و افزایش شاخص پاورلا اثر معکوس دارد. همچنین با کاهش دارسی سرعت جریان در نزدیکی دیواره های جامد افزایش می یابد.

Keywords:

انتقال حرارت جابجایی طبیعی , سیال غیر نیوتنی , محیط متخلخل , محفظه دو بعدی