پديد آورندگان :
محبوبي فولادي, محمدرضا دانشگاه صنعتي شاهرود - دانشكده مهندسي مكانيك و مكاترونيك , اكبرزاده, پوريا دانشگاه صنعتي شاهرود - دانشكده مهندسي مكانيك و مكاترونيك
چكيده فارسي :
در اين مقاله به شبيه سازي عددي پديده انتقال حرارت جابجايي طبيعي پايا و ناپاياي نانوسيال در فضاي بين حلقه هاي هم مركز و غير هم مركز پرشده از يك ماده متخلخل پرداخته شده است. معادلات حاكم بر جريان سيال شامل معادلات بقاي جرم، ممنتوم و انرژي به كمك روش عددي تفاضل محدود گسسته و در حل آنها از روش ضمني جهت متغير (ADI) و روش فوق تخفيفي (SOR) استفاده شده است. در پژوهش حاضر به بررسي اثرات عدد رايلي، كسر حجمي نانوسيال (در محدوده 0 تا 4 درصد)، عدد دارسي، ضريب تخلخل محيط متخلخل و نسبت خروج از مركز دو حلقه بر مقدار عدد ناسلت متوسط، عدد ناسلت محلي، خطوط جريان و خطوط هم دما و تغييرات آنها با زمان پرداخته شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي عددي نشان مي دهد كه با افزايش عدد رايلي، ضريب تخلخل و كسر حجمي نانوذرات، ميزان انتقال حرارت افزايش مي يابد. كاهش عدد دارسي باعث كاهش نفوذپذيري محيط متخلخل شده و در نتيجه انتقال حرارت كاهش مي يابد. در شرايط ناپايا با افزايش دامنه نوسان دماي ديواره داخلي (به دليل افزايش گراديان دمايي بين دو ديواره)، دامنه تغييرات عدد ناسلت متوسط نيز افزايش مي يابد. همچنين نتايج شبيه سازي نشان مي دهد فركانس تغييرات عدد ناسلت متوسط بر فركانس تغييرات دمايي ديواره داخلي منطبق خواهد بود.
چكيده لاتين :
This paper is devoted to numerical simulation of steady and unsteady natural heat transfer convection of
nanofluids in an eccentric porous annulus. Governing equations including mass, momentum, and energy
conservation are discretized by means of finite difference methods and they are solved by Alternating
Direction Implicit (ADI) method and Successive over Relaxation (SOR) method. In the present study, the
effect of Rayleigh number, nanoparticle volume fraction (in the range of 0 to 4 percent), Darcy number,
porosity coefficient, and eccentricity ratio on average Nusselt number, local Nusselt number, streamlines,
and isothermal lines are investigated. The results show that by increasing Rayleigh number, the porosity
coefficient, and the nanoparticle volume fraction, the heat transfer rate increases. Reducing the Darcy
number reduces the permeability of the porous medium and therefore reduces the heat transfer. In unsteady
conditions, by increasing the amplitude of the inner wall temperature fluctuation, (due to the increase of the
temperature gradient between the two walls), the average Nusselt number increases, and the frequency of the
variation of the average Nusselt number is consistent with the inner wall temperature variation frequency.
