مدلسازی عددی تاثیر پارامترهای هندسی در انتقال حرارت همبسته جابجایی طبیعی در محیط متخلخل با تولید حرارت در ماتریس جامد

در مطالعه حاضر، به بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محفظه بسته حاوی مواد متخلخل با ابعاد L*L و دو دیواره عمود با ضخامت d در طرفین میپردازیم که دیواره بالا و پایین عایق و قسمتی از هر دو دیواره سمت چپ و راست در دمای ثابت hTو cT ثابت نگه داشته میشود. مطابق با هندسه مساله در دیواره جامد انتقال حرارت هدایت و در محفظه محیط متخلخل هم انتقال حرارت هدایت و هم انتقال حرارت جابجایی وجود خواهد داشت. در این پژوهش سیال تراکم ناپذیر، نیوتنی و جریان پایا در نظر گرفته شده است. با توجه به پایا بودن انتقال حرارت شرط عدم تعادل حرارتی بین سیال و ماتریس جامد محیط متخلخل برقرار است. تمامی خواص ترموفیزیکی به جز چگالی ثابت فرض شده است. سیال درون محفظه را تراکمناپذیر، نیوتنی و همگن فرض کرده و به دلیل اختلاف کم دما از فرض بوزینسک استفاده شده است. جریان سیال را همچنین دوبعدی، پایا و آرام فرض میکنیم. فازهای سیال و جامد در ناحیه متخلخل بدون تعادل حرارتی بوده و به همین دلیل از یک مدل دو دمایی برای بررسی رفتار انتقال حرارت در محیط متخلخل استفاده میشود. در ناحیه متخلخل از مدل گسترش یافته بریکمن-دارسی برای حل استفاده شده است. خطوط جریان، خطوط دما و ناسلت برای مقادیر مختلف پارامتر، نسبت هدایت سیال به هدایت جامد، نسبت هدایت دیواره به هدایت سیال و همچنین ضخامت دیواره مورد بررسی قرار گرفته است.

Keywords:

انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته , محیط متخلخل , تولید حرارت , مدل عدم تعادل حرارتی