بررسی انحراف محیط و صدورسطح تابشی بر انتقال حرارت جابجایی ترکیبی یک محفظه با سطح عایق متحرک

Abstract

در بسیاری از مواقع اثر تابش داخل محفظه‌های شامل جابجایی، در نظر گرفته نمی‌شود اما به دلیل کاربرد تابش در بسیاری از صنایع مانند طراحی راکتورهای هسته‌ای، کوره‌ها، خنک کننده‌های الکتریکی و کلکتورهای خورشیدی این موضوع نیاز به بررسی دارد. در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی ترکیبی-تابش با یک سطح متحرک از محفظه مربعی با جریان آرام و محیط خاکستری جذب کننده، صادرکننده و منحرف شونده با انحراف ایزوتروپیک به روش حجم محدود حل شده است. اثر انحراف و اثر ضریب صدور دیوار سرد بر روی انتقال حرارت، خطوط جریان و خطوط دما مورد بررسی قرارگرفته است. تمام دیواره‌ها به جز دیواره سمت راست، سیاه در نظر گرفته شده است. مسئله تابش به روش طول‌های مجزا حل شده و ضریب جذب برابر 0/1 ثابت فرض شده است. در مسئله جابجایی به دلیل همبستگی میدان سرعت و فشار از روش سیمپلر و برای جداسازی متغیرها از روش توان پیرو استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که اگرچه انحراف بر روی خطوط جریان و دمای محیط تاثیر چشمگیری ندارد، اما باعث کاهش شار حرارتی دیواره در نتیجه کاهش شار تابشی شده است. تفاوت عمده در تاثیر انعکاس سطوح و انحراف محیط، بر روی توزیع دما در مرکز محفظه و بدور از سطوح است که با وجود تغییر انعکاس بسیار مشهود است. همچنین تاثیر بیشتر انحراف محیط بر روی عدد ناسلت تابش و جابجایی محلی سطح عایق پایین نشان داده شده است، که حاکی از سرمایش سطح عایق با افزایش انحراف محیط در یک ضریب جذب ثابت آن است.