بررسی تحلیلی تغییرات دمایی در جریان جابجایی اجباری در یک بستر متخلخل با در نظر گرفتن اتلاف لزجتی

Abstract

در این مقاله، مطالعه تحلیلی تغییرات دمایی سیالی که در یک بستر متخلخل استوانه­ای (لوله­ای) همگن و در ناحیه کاملاً توسعه­یافته جریان دارد انجام شده است، در حالتیکه دیواره لوله از بیرون تحت تأثیر شار حرارتی (مثبت یا منفی) ثابت است. با بکار بردن مدل ریاضی، با استفاده از معادلات پیوستگی، ممنتم و انرژی در شرایط پایا که در آن ترم حرارت اصطکاکی حاصل از اتلاف ویسکوزیته در نظر گرفته شده است، با فرض اینکه صرفاً در جهت محوری حرکت سیال داشته، حل تحلیلی برای توزیع سرعت، دما و عدد بی بعد ناسلت (<em>Nu</em>) بر حسب عدد بی­بعد دارسی (<em>Da</em>) (که نشان دهنده اثر نسبی تراوش پذیری متوسط به سطح مقطع آن، که معمولا مجذور قطر است) و عدد بی­بعد برینکمن اصلاح شده (Br*) )که نشان دهنده­ی انتقال گرما به طریق رسانش به سیال اطراف با ویسکوزیته معلوم است( به دست آمد. توزیع سرعت، برای اعداد دارسی کوچکتر در نواحی مرکزی داخل لوله به صورت یکنواخت بوده در حالیکه در نواحی نزدیک دیواره دارای شیب تندی است. با بررسی تأثیرات این پارامترها بر روی عدد بی بعد ناسلت، مشاهده شد در برینکمن­های خاصی (که با <em>Br_c^*</em> نشان داده شده) با تغییر عدد بی­بعد دارسی علامت عدد بی­بعد ناسلت نیز تغییر می­کرد. با بکار بردن روش­های برازش منحنی، تابعیت <em>Br_c^*</em><em></em>با عدد بی­بعد دارسی با دقت خوبی به دست آمد.