تاثير رفتار ديناميكي پره‌ها بر انتقال حرارت طبيعي درون محفظه بسته مربعي

Effect of dynamic behavior of fins in natural convection in a square cavity

تاثير رفتار ديناميكي پره‌ها بر انتقال حرارت جابجايي طبيعي درون يك محفظه مربعي بسته به صورت عددي مورد مطالعه قرار گرفت. پره‌ها نازك و هادي انتقال حرارت در طول ثابت 0.2 و در 9 موقعيت مختلف بر روي ديواره‌هاي گرم و سرد محفظه مورد بررسي قرار گرفته‌اند. ديواره‌هاي افقي بالا و پايين محفظه عايق و ديواره‌هاي گرم و سرد عمودي به‌ترتيب در شرايط دما ثابت T_h و T_c قرار دارند. براي حل از متد المان محدود مطابق با شبكه بندي مثلثي بي‌سازمان و الگوريتم غير‌خطي استفاده شده است. بعلاوه، به منظور حل معادلات بي‌بعد بخش ارتجاعي نيز از روش نيوتون - رافسون استفاده شده است. براساس نتايج، رفتار ديناميكي پره‌ها سبب كاهش ميزان انتقال حرارت در مقايسه با پره صلب درون محفظه شده است. بعلاوه، تغيير شكل پره‌ها و موقعيت قرار‌گيري آنها تاثير به‌سزايي در كاهش يا افزايش ميزان انتقال حرارت درون محفظه دارند.

The effect of the dynamic behavior of fins on the natural convection heat transfer inside a square cavity was studied numerically. Attachment of conductive thin and flexible fins with length equal to 0.2, positioned at 9 locations on both hot and cold wall was examined. The top and the bottom horizontal walls of the cavity were insulated while their left and the right vertical walls were maintained at a constant temperature T_h and T_c. The numerical scheme is based on the finite element method adapted to triangular non-uniform mesh element by a non-linear parametric solution algorithm. Furthermore, the dimensionless equations of flexible parts of the cavity were solved using the Newton-Raphson method. Based on our results, the dynamic behavior of the fins leads to decrease the rate of heat transfer in compared to the rigid fin. It also found the shape of the fins and its positions play an important role in decrease or increase of heat rate inside the cavity.