عنوان مقاله :
بررسي اثر پارامترهاي هندسي بر انتقال گرماي همرفتي طبيعي سيال غير نيوتني در يك محفظه مربعي با دو مانع دما ثابت
عنوان به زبان ديگر :
Investigation of the Effect of Geometric Parameters on the Natural Convection Heat Transfer of a Non-Newtonian Fluid in a Square Enclosure with Two Constant Temperature Obstacles
پديد آورندگان :
خدامرادي چالش‌تري، مهرداد دانشگاه شهركرد - دانشكده فني و مهندسي، شهركرد، ايران , قاسمي، بهزاد دانشگاه شهركرد - دانشكده فني و مهندسي، شهركرد، ايران , رئيسي، افراسياب دانشگاه شهركرد - دانشكده فني و مهندسي، شهركرد، ايران
كليدواژه :
انتقال گرماي همرفتي طبيعي , سيال غيرنيوتني مدل تابع نمايي , محفظه مانع , شبيه‌سازي عددي
چكيده فارسي :
در اين تحقيق، انتقال گرماي همرفتي طبيعي درون يك محفظه مربعي پر شده با سيال غيرنيوتني مدل تابع نمايي، همراه با دو مانع دما ثابت مربعي درون آن، به روش عددي بررسي شده است. موانع در دماي ثابت و ديواره‌هاي جانبي محفظه در دماي ثابت قرار دارند. ديواره‌هاي افقي محفظه عايق شدهاند. جريان داخل محفظه، دو بعدي، لايه‌اي، پايا و تراكم‌ناپذير فرض شده است. معادلات حاكم بر سيال غيرنيوتني مدل تابع نمايي به روش تفاضل محدود بر مبناي حجم كنترل جبري شده و با استفاده از يك برنامه كامپيوتري به زبان فرترن، بر مبناي الگوريتم SIMPLE، به‌طور همزمان حل شده اند. براي اطمينان از صحت نتايج، نتايج بدست آمده از كد كامپيوتري با نتايج مقالات ديگر در زمينه سيالات غيرنيوتني مقايسه شده است. اثر تغيير اندازه موانع 01 گاما A گاما 03 فاصله آن‌ها از يكديگر0.2 گاما D گاما 0.8 و فاصله موانع از ديواره پاييني محفظه0.9 بتا B بتا 0.1 ، بر ميدان‌هاي جريان و دما و آهنگ انتقال گرما، در شاخص‌هاي تابع نمايي مختلف ( 1.4بتا N بتا 0/08 ) و اعداد رايلي مختلف ( 10 بتا Ra بتا 10) مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش اندازه موانع، عدد ناسلت متوسط در شاخص‌هاي تابع نمايي مختلف افزايش مي‌يابد. با كاهش فاصله موانع و قرار دادن آن‌ها در كنار يكديگر، آهنگ انتقال گرما از محفظه در شاخص‌هاي تابع نمايي مختلف كاهش مي‌يابد. اين در حالي است كه، با افزايش فاصله موانع و قرار دادن آن‌ها برروي ديواره‌هاي عمودي محفظه، آهنگ انتقال گرما در n=1 و n=0.8 كاهش و در n=1.4 افزايش مي‌يابد. افزايش عدد رايلي سبب افزايش عدد ناسلت متوسط به ويژه در شاخص‌هاي تابع نمايي كوچكتر از يك مي‌شود.
چكيده لاتين :
This article presents the results of a numerical study on natural convection heat transfer in a square enclosure filled with a non-
Newtonian power-law fluid. Two square obstacles with a constant temperature ( h T ) are placed inside the enclosure. The horizontal
walls of the enclosure are thermally insulated, and the vertical walls are at a constant temperature ( c T ). The flow inside the
enclosure is assumed to be two-dimensional, laminar, steady-state, and incompressible. The governing equations for the power-law
fluid flow are solved numerically with a finite volume approach using a computer program in FORTRAN using the SIMPLE
algorithm. To ensure the accuracy of the simulation, the computer code results are compared with the results of other researchers.
The influence of pertinent parameters such as the Rayleigh number ( 103 £ Ra £ 106 ), the power-law index ( 0.8 £ n £1.4 ), the size
of obstacles ( 0.1£ A£ 0.3 ), the distance between obstacles ( 0.2 £ D£ 0.8 ) and the obstacles distance from bottom wall of
enclosure ( 0.1£ B£ 0.9 ) on the flow and temperature fields and the heat transfer rate of the enclosure is studied. For different
power-law indexes, the results show that the average Nusselt number increases as the size of obstacles increases, and that the
average Nusselt number decreases as the distance between obstacles decreases. When the obstacles are placed on the vertical walls,
as the distance between the obstacles increases, the heat transfer rate decreases for n=1 and n=0.8 and increases for n=1.4. For
power-law indexes below unity, a significant increase in the average Nusselt number is observed as the Rayleigh number increases.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
