جابجایی توام در یک حفره با یک دیواره متحرک نوسانی

Abstract

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی توام غیردایم سیال در یک حفره با سرپوش متحرک با نسبت طول به ارتفاع AR=5 به صورت عددی بررسی شده است. جریان جابجایی اجباری در داخل سیال بوسیله حرکت نوسانی افقی سرپوش بالایی حفره بوجود می آید. دیواره پایینی حفره دارای دمای بیشتری نسبت به دیواره بالایی آن می باشد که این امر منجر به ایجاد جریانهای جابجایی آزاد درون حفره خواهد شد. دیواره های عمودی حفره نیز عایق فرض می شوند. گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان سیال به روش حجم محدود صورت گرفته است. اثر دامنه و فرکانس سرعت حرکت دیواره بر انتقال حرارت و حرکت سیال داخل حفره بررسی شده است. بدین منظور، در حالیکه شدت جریانهای جابجایی آزاد در قالب عدد گراشف Gr=104 و ثابت است، با تغییر عدد ریچاردسون در محدوده 10-3£Ri£103 و تغییر عدد استروهال: S=0.01 و S=0.001، اثر دامنه سرعت حرکت دیواره و تغییر فرکانس نوسان حرکت دیواره در رفتار سیال بررسی شده است. عدد پرانتل در این تحقیق Pr=0.7 در نظر گرفته شده است. نتایج در قالب خطوط جریان و همدما و نرخ انتقال حرارت ارایه شده است. همچنین به منظور بررسی میزان قدرت جابجایی آزاد (در قالب میزان عدد گراشف)، مساله در چند حالت متفاوت با چند مقدار متفاوت عدد گراشف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل بیانگر ارتباط عدد نوسلت متوسط با فرکانس نوسان می باشد، به این ترتیب که با کاهش فرکانس نوسان در مواردی که عدد ریچاردسون کوچکتر از یک باشد، دامنه و پریود نوسانات نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد.