مطالعه عدد‌ی انتقال حرارت مخلوط آب/ مواد تغییرفاز دهنده احاطه شده با نانوذرات داخل حفره حاوی استوانه چرخان

Abstract

در مقاله‌ی حاضر انتقال حرارت داخل حفره‌ای حاوی مخلوط آب/ مواد تغییرفاز دهنده احاطه شده با نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است. دیواره‌های سمت چپ و راست به ترتیب گرم و سرد بوده و دیواره‌های افقی آدیاباتیک فرض شده است. یک استوانه‌ی چرخان دایروی در مرکز حفره قرار دارد که به صورت ساعتگرد و یا پادساعتگرد می‌تواند چرخش نماید. معادلات اساسی حاکم به فرم بی‌بعد از قبیل: پیوستگی، بقاء مومنتوم و بقاء انرژی با استفاده از روش المان محدود و به صورت کوپل با یکدیگر حل شده‌اند. جهت بررسی صحت نتایج عددی، مقایسه‌ای با خروجی‌های دیگران ارائه شده است که نشانگر تطابق بسیار خوب نتایج می‌باشد. پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه عبارتند از: شعاع بی‌بعد استوانه(R)، عدد رایلی(Ra)، دمای ذوب بی‌بعد ماده تغییر فاز دهنده(θfu)، عدد استفان(St) و سرعت زاویه‌ای بی‌بعد استوانه چرخان(Ω). طبق نتایج بدست آمده با افزایش شعاع بی‌بعد استوانه از0/1=R تا 0/4= Rو با 300-= Ω نرخ انتقال حرارت 23/37 درصد افزایش می‌یابد. از طرف دیگر، در صورت عدم چرخش استوانه و با 4/0R=، نرخ انتقال حرارت نسبت به حفره‌ی فاقد استوانه، حدود 59/7 درصد کاهش می‌یابد. که نشان دهنده‌ی اهمیت چرخش استوانه داخل حفره در افزایش نرخ انتقال حرارت می‌باشد.