همرفت آزاد دو سيال نيوتني و غيرنيوتني مخلوط نشدني در يك حفره مربعي با گرمايش موضعي از كف

در اين مطالعه همرفت آزاد دو سيال نيوتني و غيرنيوتني مخلوط نشدني با گرمايش موضعي از كف در حفره مربعي به روش عددي بررسي شده است. منبع گرمايي كف حفره، شار گرمايي يكنواخت qό توليد مي‌كند و باقي ديوار كف حفره عايق است. ديوارهاي عمودي و بالاي حفره در دماي Tc قرار دارند. تاثير پارامترهاي نسبت حجمي سيال نيوتني به سيال غيرنيوتني مدل قانون تواني (7/0 ≥ H ≥ 0)، پارامتر تواني (1/4 و n=0/6)، عدد رايلي (10^3≤Ra≤10^6) و پرانتل سيال غيرنيوتني (1000 و Pr2=100) بر ميدان جريان و دما و آهنگ انتقال گرما، بررسي شده است. معادلات بي‌بعد حاكم براي سيال غيرنيوتني و نيوتني براساس خواص سيال نيوتني با Pr1=100، به روش اختلاف محدود بر مبناي حجم كنترل گسسته‌سازي شده است. براي حل هم‌زمان معادلات جبري‌شده از الگوريتم SIMPLE استفاده شده است. براي اطمينان از صحت كدنويسي، نتايج با نتايج مقاله‌اي ديگر در زمينه‌ي سيالات غيرنيوتني مقايسه شده است. نتايج در قالب خطوط جريان و خطوط هم‌دما و مقادير ناسلت متوسط ارائه ‌شده است. كاهش ناسلت متوسط به معناي افزايش اختلاف دماي منبع گرمايي با ديوار‌هاي سرد است. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش پرانتل سيال غيرنيوتني به دليل كاهش رسانش گرمايي سيال غيرنيوتني باعث افزايش دماي منبع گرمايي و كاهش ناسلت متوسط منبع مي‌شود. همچنين با قدرت گرفتن همرفت طبيعي در حفره، با افزايش شاخص تابع نمايي مقدار ناسلت متوسط كاهش مي‌يابد.