مطالعه انتقال حرارت جابجایی آزاد در محیط متخلخل با استفاده از سیالات غیرنیوتنی

چکیده مقاله

چکیده - بررسی انتقال حرارت و جریان سیال در محیط متخلخل دارای کاربردهای عملی بسیار رایج است که از جمله می‌توان به مبدل های حرارتی فشرده، عایق بندی حرارتی، سیستم های انرژی زیرزمینی، واحدهای ذخیره‌ای انرژی، ساخت‌ سرامیک، ساخت پرکن های مورد استفاده در صنایع شیمیایی به منظور بالا بردن راندمان انتقال حرارت وغیره اشاره نمود. بخش عمده‌ای از سیالات، چه آنهایی که در طبیعت وجود دارند و چه آنهایی که در فرآیندهای صنعتی ایجاد می‌شوند یا مورد استفاده قرار می‌گیرند، رفتاری غیرنیوتنی از خود نشان می‌دهند. مسئله حاضر بررسی انتقال حرارت طبیعی درون یک محفظه متخلخل دوبعدی است که دیوار‌های طرفین آن در دو دمای مختلف و دیواره های بالا و پایین آن آدیاباتیک هستند. این محفظه با یک سیال غیرنیوتنی پر شده است. در این پژوهش به وسیله نرم‌افزار CFX این مساله را حل عددی کرده و خطوط دما و جریان در اعداد بی بعد Ra*=100، Da=0.1,0.01,0.0001 برای شاخص پاورلا n=0.5,1,1.5 بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد دارسی ناسلت موضعی افزایش یافته و افزایش شاخص پاورلا اثر معکوس دارد. همچنین با کاهش دارسی سرعت جریان در نزدیکی دیواره های جامد افزایش می‌یابد