بررسی همرفت طبیعی سیال ویسکوپلاستیک در محفظه با منبع حرارتی داخلی

کد مقاله : 1254-ISME2026

نویسندگان

محمد سعید عقیقی *، محمد مهدی خوش زارع دانشگاه بوعلی سینا

چکیده مقاله

در این پژوهش به بررسی انتقال حرارت همرفت طبیعی درون یک محفظه، پرشده با سیال ویسکوپلاستیک مدل کسون به همراه یک منبع حرارتی که بصورت عمودی در مرکز محفظه قرار گرفته است، پرداخته شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم بصورت عددی و به روش المان محدود با تکنیک باقیمانده وزنی گالرکین گسسته‌سازی و حل شده‌اند. نتایج بر حسب عدد بی‌بعد رایلی و عدد بی‌بعد بینگهام در یک مقدار ثابت از عدد پرانتل (Pr=100) در قالب کانتورهای خطوط جریان، نرخ برش و خطوط همدما و همچنین نمودارهای عدد ناسلت میانگین(Nu) ارائه شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که عواملی همچون افزایش عدد رایلی و کاهش عدد بینگهام باعث افزایش قدرت خطوط جریان و افزایش سرعت گردش سیال می شود. از طرفی در مناطق با نرخ برش پایین مانند گوشه های محفظه، سیال مستعد شبه جامد شدن است و هرچه از قدرت جابجایی جریان کاسته شود، مناطق شبه جامد گسترش می‌یابند. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش عدد رایلی، عدد ناسلت میانگین و به عبارت دیگر نرخ انتقال حرارت درون محفظه افزایش می‌یابد و با افزایش عدد بینگهام، از مقدار عدد ناسلت میانگین کاسته می‌شود، تا اینکه در بیشینه عدد بینگهام انتقال حرارت به کمترین مقدار خود می‌رسد. در این شرایط حالت رسانش، انتقال حرارت غالب درون محفظه است. برای همه موارد نیز نرخ انتقال حرارت سیال نیوتنی از سیال کسون بیشتر است.

کلیدواژه ها

جابجایی طبیعی، مدل کسون، محفظه، منبع حرارتی، روش المان محدود

وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی