تحلیل عددی انتقال حرارت در لوله با توئی متخلخل تحت جریان پالسی

Abstract

در این نوشتار جریان پالسی و انتقال حرارتِ ناشی از آن در لوله‌یی با توئی متخلخل، با استفاده از شبیه‌سازی عددی بررسی شده است. در این توئیِ متخلخلِ چسبیده به جداره، جریان با استفاده از مدل نیمه‌تجربیِ برینکمن ـ فرچ‌مایر (بسطی از مدل دارسی) مدل شده است. اثرات عدد دارسی، ضخامت لایه‌ی متخلخل، نسبت هدایت حرارتی مؤثر، و نیز فرکانس و دامنه‌ی پالس مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش ضخامت ماتریس متخلخل یا کاهش عدد دارسی، گرادیان فشار افزایش می‌یابد. به‌علاوه وابستگی عدد نوسلت به ضخامت سرراست نیست. برای مواد متخلخل با هدایت حرارتی بالا، عدد نوسلت به‌صورت یکنواخت با افزایش ضخامت زیاد می‌شود در حالی که برای مواد با هدایت کم، در توزیع نوسلت یک مقدار کم‌ترین مشاهده می‌شود. دیده می‌شود که بیشینه ضریب پخش حرارتی به‌ازای یک ضخامت بحرانی از ماده‌ی متخلخل حاصل می‌شود. اثرات دامنه و فرکانس پالس بر انتقال حرارت نیز مورد مداقه و تحلیل قرار می‌گیرد.