شبيه سازي عددي پديده جابجايي اجباري گازهاي تابشي داخل يك كانال همراه با جدايش

Numerical Simulation of Forced Convection Duct Flow of a Radiating Gas with Separation

در مطالعه حاضر آناليز عددي و دو بعدي جريان جابه‌جايي اجباري آرام سيال بر روي دو پله‌ شيب دار با انقباض در داخل كانال‌هاي با مقطع مستطيلي و با در نظر گرفتن اثرات تابشي گاز مورد بررسي قرار گرفته است. دليل انتخاب اين هندسه كاربرد بسيار زياد آنها در صنعت و به خصوص استفاده از آنها در اتصال كانال هايي با سطح مقطع متفاوت بهم ديگر مي باشد. سيال عامل، همانند يك محيط خاكستري در جذب، صدور و پخش تشعشع شركت مي كند. جهت به دست آوردن ميدان‌هاي سرعت و دما معادلات مومنتوم و انرژي به صورت عددي حل مي‌شوند. فرم جداسازي شده‌ معادلات حاكم، توسط روش حجم محدود به دست آمده و با به كار بردن الگوريتم سيمپل حل مي‌شوند. براي شبيه‌سازي جريان روي پله داخل كانال، از روش مسدود شده در سيستم مختصات كارتزين دو بعدي استفاده شده است. از آنجايي كه گاز به عنوان يك محيط شركت كننده در انتقال حرارت تشعشعي نقش دارد، تمام مكانيزم‌هاي انتقال حرارت كه شامل جابه‌جايي، هدايت و تشعشع بوده به طور هم زمان در جريان گاز درنظر گرفته مي‌شوند.

In this paper, a numerical study of a 2-D combined convection-radiation heat transfer in a horizontal rectangular duct with two sudden contractions is presented. Contractions in duct are created by two inclined forward facing steps. To simulate the incline surfaces of the FFS, the blocked- off method was employed for both fluid mechanic and radiation problems. The fluid was treated as a gray, absorbing, emitting and scattering medium. To solve the governing equations, the 2-D Cartesian coordinate system was used. These equations were solved numerically, using the CFD techniques and SIMPLE algorithm. For computation of radiative term in energy equation, the radiative transfer equation (RTE) was solved numerically by discrete ordinates method (DOM) to find the divergence of radiative heat flux distribution. The effects of optical thickness, radiation-conduction parameter and albedo coefficient on heat transfer behavior of the system were carried out. Comparison of numerical results with available credential data shows good consistency.