۶ نتیجه برای عدم تعادل حرارتی
صابر کرد، محمد قلم باز،
دوره ۳، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال درون یک محفظه بسته به شکل مثلث با زاویه راست و اشباع شده با ماده متخلخل مورد بررسی قرار گرفته است. یک گرمکن در دیواره عمودی سمت چپ قرار گرفته است. ضمن اینکه دیواره مورب (وتر مثلث) و نیز دیواره افقی به ترتیب در دمای پایینتر و عایق حرارتی فرض شدهاند. با بهرهگیری از عدم تعادل حرارتی موضعی، سه معادله حرارت (انرژی) برای فاز سیال، نانوذرات و فاز جامد تعریف شدهاند. همچنین، به منظور تعیین رفتار جامع نانوذرات پخش شده درون فاز سیال، مدل غیرهمگن (بونجیورنو) بکار رفته است. معادلات حاکم در پژوهش حاضر در ابتدا با یکدیگر کوپل شدهاند، سپس به شکل بیبعد خود انتقال یافتهاند و در نهایت با استفاده از روش المان محدود حل شدهاند. لحاظ نمودن سه معادله حرارت، امکان ارزیابی عدد ناسلت برای هر فاز بهطور جداگانه را فراهم کرده است. همچنین اثرات تغییر موقیت و اندازه گرمکن بر روی میزان انتقال حرارت فاز سیال ، نانوذرات و فاز جامد مشخص شده است. نتایج نشان میدهند که عدد ناسلت متوسط نانوسیال، به علت در گردش بودن فاز سیال و نانوذرات، دارای نرخ انتقال حرارتی بالاتری از عدد ناسلت متوسط فاز جامد است.
علی طهماسبی، امین رضا نقره آبادی، عزیز عظیمی،
دوره ۳، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته در یک محفظه مربعی متخلخل اشباع شده با سیال که توسط دو دیوار جامد عمودی با ضخامت یکسان احاطه شده، بهصورت عددی بررسی شده است. دیوارههای عمودی محفظه بهطور جزئی در دو دمای متفاوت گرم شده و دیوارههای افقی عایق میباشند. از مدل بریکمن- فورچهمیر- دارسی توسعهیافته و مدل عدم تعادل حرارتی برای شبیهسازی جریان و انتقال حرارت در محیط متخلخل استفاده شده است. معادلات حاکم پس از بیبعدسازی با روش المان محدود گالرکین حل شدهاند. تأثیر پارامترهای مهم شامل عدد رایلی، عدد دارسی، عدد پرانتل، نسبت ضریب هدایت حرارتی سیال به فاز جامد محیط متخلخل، ضریب انتقال حرارت جابجایی بین سیال و فاز جامد محیط متخلخل و خصوصیات همبسته همچون ضخامت دیوار و نسبت ضریب هدایت حرارتی دیوار به سیال بر میزان انتقال حرارت درون محفظه بررسی شد. نتایج نشان داد که به غیر از عدد پرانتل، تمامی پارامترهای مذکور تأثیر قابل توجهی بر عدد ناسلت متوسط دارند. همچنین مشاهده شد که در مقادیر بالای نسبت ضریب هدایت حرارتی سیال به فاز جامد و ضریب انتقال حرارت جابجایی بین آنها، مقادیر عدد ناسلت متوسط مدل تعادل حرارتی با مدل عدم تعادل حرارتی برابر شده و فرض تعادل حرارتی بین فازهای محیط متخلخل معتبر میشود.
محمد قلم باز، محسن سرلک،
دوره ۴، شماره ۴ - ( ۱۲-۱۳۹۶ )
چکیده
در مطالعه حاضر، به بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محفظه بسته حاوی مواد متخلخل با ابعاد L*L و دو دیواره عمود با ضخامت d در طرفین میپردازیم که دیواره بالا و پایین عایق و قسمتی از هر دو دیواره سمت چپ و راست در دمای ثابت hTو cT ثابت نگه داشته میشود. مطابق با هندسه مساله در دیواره جامد انتقال حرارت هدایت و در محفظه محیط متخلخل هم انتقال حرارت هدایت و هم انتقال حرارت جابجایی وجود خواهد داشت. در این پژوهش سیال تراکم ناپذیر، نیوتنی و جریان پایا در نظر گرفته شده است. با توجه به پایا بودن انتقال حرارت شرط عدم تعادل حرارتی بین سیال و ماتریس جامد محیط متخلخل برقرار است. تمامی خواص ترموفیزیکی به جز چگالی ثابت فرض شده است. سیال درون محفظه را تراکمناپذیر، نیوتنی و همگن فرض کرده و به دلیل اختلاف کم دما از فرض بوزینسک استفاده شده است. جریان سیال را همچنین دوبعدی، پایا و آرام فرض می کنیم. فازهای سیال و جامد در ناحیه متخلخل بدون تعادل حرارتی بوده و به همین دلیل از یک مدل دو دمایی برای بررسی رفتار انتقال حرارت در محیط متخلخل استفاده میشود. در ناحیه متخلخل از مدل گسترش یافته بریکمن-دارسی برای حل استفاده شده است. خطوط جریان، خطوط دما و ناسلت برای مقادیر مختلف عدد رایلی، عدد دارسی، مورد بررسی قرار گرفته است. با درنظر گرفتن مدل عدم تعادل حرارتی، در هر المان محیط متخلخل تفاوت دما میان فاز جامد محیط متخلخل و سیال درون آن وجود خواهد داشت. در این صورت، معادلات حاکم کمکی برای تفکیک رفتار فازهای جامد ماتریس متخلخل و سیال درون آن نیاز خواهد بود. در کابردهای با تولید حرارت داخلی در فاز جامد، از آنجا که حرارت در فاز جامد تولید شده و سپس به سیال منتقل میشود مدلسازی با درنظر گرفتن اثرات عدم تعادل حرارتی امری ضروری است. با توجه به کاربردهای مهم مدلسازی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محیط متخلخل در حالت عدم تعادل حرارت، هدف پژوهش حاضر، مدلسازی انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته در یک ماتریس متخلخل با تولید حرارت داخلی و اشباع شده با یک سیال میباشد
سیدحمزه دهقانی، محمد قلم باز،
دوره ۵، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۹۷ )
چکیده
در پژوهش حاضر، انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته درون یک محفظه متخلخل اشباع و در حضور نانوسیال هیبریدی در شرایط عدم تعادل حرارتی موضعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و حرارت برای فاز سیال و ماتریس جامد متخلخل، معادلات حاکم بر مسئله هستند. معادلات یادشده و شرایط مرزی مرتبط با آنها، به شکل بیبعد خود انتقال یافته؛ با بهرهگیری از روش المان محدود، به کمک کدنویسی در نرم افزار متلب و توابع کمکی تعریف شده در نرمافزار کامسول حل شدند. به منظور اطمینان از کد دینامیک سیالات محاسباتی، نتایج پژوهش حاضر با نتایج پژوهشهای معتبر پیشین مورد اعتبارسنجی قرار گرفتند. تأثیر پارامترهای کسر حجمی نانوذرات، عدد رایلی و دمای کارکرد در محدودههای پیش فرض بر میزان انتقال حرارت درون محفظه بسته بررسی گردید. بدین منظور، نتایج برای عدد ناسلت فاز سیال و ماتریس جامد متخلخل به صورت موضعی و متوسط ارائه گردیدهاند. همچنین خطوط دماثابت و خطوط جریان با هدف درک بهتر نتایج، به نمایش درآمدهاند.
سیدحمزه دهقانی، محمد قلم باز،
دوره ۵، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
در پژوهش حاضر، اثرات ضخامت دیواره و تخلخل بر میزان انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته نانوسیال هیبریدی درون محفظه بسته چهارضلعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و حرارت برای فاز سیال و ماتریس جامد متخلخل، معادلات حاکم بر مسئله هستند. معادلات یادشده و شرایط مرزی مرتبط با آنها، به شکل بیبعد خود انتقال یافته؛ با بهرهگیری از روش المان محدود، کدنویسی در نرم افزار متلب و توابع کمکی تعریف شده در نرمافزار کامسول حل شدند. نتایج حاصل از کد دینامیک سیالات محاسباتی محاسباتی، با نتایج پژوهشهای معتبر پیشین مورد اعتبارسنجی قرار گرفتند. تأثیر اعداد بیبعد رایلی، دارسی و پارامترهایی نظیر ضخامت دیواره رابط، نسبت ضریب رسانش حرارتی دیواره ضخیم به سیال و ضریب انتقال حرارت رابط بین دو فاز نانوسیال هیبریدی و ماتریس جامد محیط متخلخل در محدودههای پیشفرض بر میزان انتقال حرارت درون محفظه بسته بررسی گردید. از این رو، نتایج در دو بخش مجزا برای بررسی اثرات انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته و محیط متخلخل در شرایط عدم تعادل حرارتی موضعی ارائه شده اند. نتایج بیانگر آن است که افزایش ضخامت دیواره و عدد دارسی سبب بهبود میزان انتقال حرارت نانوسیال هیبریدی میشوند؛ حال آنکه ازدیاد پارامتر ضریب انتقال حرارت رابط بین دو فاز نانوسیال هیبریدی و ماتریس جامد متخلخل، کاهش انتقال حرارت نانوسیال هیبریدی را در پی دارد. همچنین میان پارامترهای یاد شده، پارامتر نسبت ضریب رسانش حرارتی دیواره ضخیم به سیال می تواند نرخ انتقال حرارت ماتریس جامد متخلخل را تغییر دهد.
شیرین وفاجو، محمد قلمباز،
دوره ۷، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
در این مطالعه شرایط گرمایی برای یک محیط متخلخل در شرایط عدم تعادل حرارتی (LTNE) مورد بررسی قرار گرفته است. اگر چه در بسیاری از کاربردهای مهندسی فرض تعادل حرارتی دارای دقت خوبی است اما در محیط متخلخل و در حالتی که اختلاف دمای بین فاز سیال و جامد زیاد باشد، از دقت پایینی برخوردار است. در این حالت باید از روش عدم تعادل حرارتی برای مدل سازی بهره برد. همچنین با ورود شار حرارت به مرز مشترک محیط متخلخل و تقسیم شدن آن بین سیال و ماتریس جامد پدیده ای بنام« شاخه ای شدن شار حرارت در مرز مشترک بین سیال و جامد» به وجود خواهد آمد. در این مطالعه این پدیده و نیز پنج مدل برای توزیع دما در مرز مشترک، تجزیه و تحلیل شده است. از آنجایی که ساختار محیط متخلخل پیچیده می باشد، در این مطالعه سعی شده است روش هایی برای مدلسازی شرایط مرزی، به وسیله مرور مطالعاتی از گذشته تا به حال مورد بررسی قرار گیرد