بررسی اثر حفره‌بندی بلوک بر میزان انتقال حرارت با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی

Abstract

در این مطالعه، اثر اندازه و تعداد حفره‌های بلوک بتنی سبک وزن بر میزان اتلاف حرارت با استفاده از شبیه‌سازی عددی مورد بررسی قرار گرفت. به‌منظور به حداقل رساندن ساده‌سازی‌ها، انتقال حرارت ترکیبی جابجایی و تشعشع در حفره‌های بلوک که در آن‌ها هوا محبوس شده است بکار گرفته شده است. همچنین در جداره بلوک انتقال حرارت هدایت در نظر گرفته شد. جهت بررسی نحوه قرارگیری حفره‌های هوا در بلوک، دو قید هندسی در طراحی آن‌ها اعمال شد که درنتیجه آن 22 پیکربندی ممکن به دست آمد که در آن‌ها می‌بایستی حداقل دو و حداکثر نه حفره هوا وجود داشته باشد. به‌منظور شبیه‌سازی جریان و انتقال حرارت از روش دینامیک سیالات محاسباتی مبتنی بر روش حجم کنترل محدود استفاده گردید. انتقال حرارت طبیعی سه‌بعدی به‌صورت پایا با جریان آرام و تراکم ناپذیر در محفظه‌ها در نظر گرفته شد. به‌منظور بررسی و مقایسه عملکرد حرارتی بلوک‌ها، ضریب هدایت معادل تعیین و نتایج به‌صورت کانتورهای دما و سرعت ارائه گردیدند و درنهایت بهینه‌ترین پیکربندی‌های حفره‌های هوا از دیدگاه انتقال حرارت معرفی شدند. نتایج نشان می‌دهد که نحوه قرارگیری و اندازه حفره‌ها تأثیر قابل توجهی در نرخ انتقال حرارت دارد. همچنین لحاظ کردن انتقال حرارت تشعشعی در حفره‌ها بسیار با اهمیت می‌باشد.