بررسی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی آزاد حفره مربعی با وجود مانع گرم مثلثی با روش المان محدود

Abstract

در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک حفرۀ مربعی بسته با وجود یک مانع مثلثی گرم در دمای TH، با استفاده از روش المان محدود شبیه سازی شده است. دیواره های بالا و پایین عایق بوده، در حالیکه دیواره های چپ و راست در دمای ثابت Tc (Tc <TH) نگه داشته شده است. روش مورد استفاده با نتایج عددی موجود اعتبار سنجی شده و تطابق بسیار خوبی بین نتایج به دست آمده است. جریان دو بعدی فرض شده و هوا به عنوان سیال عامل در نظر گرفته شده است. تاثیر پارامترهای مختلفی همچون عدد رایلی (Ra=103, 104, 105, 106)، موقعیت مختلف مانع در داخل حفره (H=L=0.1, 0.4, 0.7) و زوایای مختلف مانع (θ=00, 900, 1800, 2700) در نسبت های ابعادی متفاوت مانع (AR=0.2, 0.4, 0.6, 0.8) بر روی جریان سیال و انتقال حرارت داخل کانال بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد رایلی و افزایش نسبت ابعادی، میزان نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین افزایش فاصله مانع از دیواره های چپ و پایین حفره، منجر به کاهش نرخ انتقال حرارت گشته و بیشترین مقدار عدد ناسلت متوسط به ترتیب در زوایای 0، 90، 270 و 180درجه مشاهده شده است.