شبیه سازی جریان سیال و انتقال حرارت در یک لایه فلاکس مذاب

در مقاله حاضر به مطالعه عددی جریان و انتقال حرارت درون یک لایه پودری ذوب شده پرداخته شده است . این مطالعه به جهت آنکه می تواند کمیت و کیفیت تاثیر این لایه مذاب در نقش یک عایق حرارتی را آشکار کند سودمند خواهد بود . مساله به صورت دو بعدی مدل شده و معادلات حاکم بر آن معادلات ناویر استوکس پایدار، معادله انرژی و معادلات اضافی ناشی از در نظر گرفتن تشعشع می باشد. . اثرات ترکیبی جابجایی طبیعی، جریان برشی تحتانی که ناشی از حرکت فلز مذاب در زیر لایه پودری مذاب است، وسکوزیته با وابستگی شدید یه دما و تشعشع به صورت هم زمان بر جریان وانتقال حرارت در نظر گرفته شده است . نکته قابل توجه دراین تحقیق این است که نتایج نشان می دهد با در نظر گرفتن مدل تشعشعی مناسب، مطابقت بسیار خوبی با نتایج تجربی و عددی موجود که اثر تشعشع در آنها به صورت مجزا مورد توجه قرار نگرفته و به جای آن معادلی تجربی برای ضریب هدایتی در نظر گرفته شده وجود دارد. تاثیر ویسکوزیته وابسته به دما ، سرعت برشی تحتانی و ابعاد هندسی بر نوع انتقال حرارت بررسی شده و نتایج نشان می دهد که برای لایه های نازک فلاکس های واقعی ، جابجایی طبیعی متوقف می شود و ناسلت به طور خطی با افزایش سرعت برشی تحتانی ، افزایش می یابد و این افزایش برای ویسکوزیته متوسط کاهشی بیشتر می باشد . همچنین افزایش انتقال حرارت در هدایت خالص، تنها به علت اثرات انتهایی مرزها بوده و از این جهت به ابعاد لایه وابسته است. به نظر می رسد می توان از مدل مذکور که پیش بینی خوبی از مشخصه های جریان و انتقال حرارت دارد بجای معادل های تقریبی تجربی آن استفاده نمود.

Keywords:

شبیه سازی عددی , جابجایی طبیعی , خاکستر , لایه فلاکس , انتقال حرارت , جریان آرام , ویسکوزیته متغیر