اثرات مقادیر اصلی تانسور نفوذپذیری بر انتقال گرما و جرم در یک ماده‌ی متخلخل غیر ایزوتروپیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک

2 استادیار، دانشگاه شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

   در مطالعه حاضر، انتقال گرمای جابجایی آزاد در یک محیط متخلخل غیرایزوتروپ دو بعدی به صورت عددی و با روش اختلاف محدود بررسی شده است. جابجایی طبیعی با ترکیب گرما و انتقال جرم در یک حفره متخلخل غیر ایزوتروپ به وسیله مدل دارسی مورد بررسی قرار می‌گیرد. فرض بر آن است که محیط متخلخل به صورت گرمایی و هم به صورت هیدرودینامیکی غیر ایزوتروپ می باشد. جهت­های اصلی تانسور نفوذ پذیری با بردار گرانش زاویه (θ) می‌سازند، در حالی که برای تانسورهای دمایی و جرم این جهات با محورهای افقی و عمودی مختصات، منطبق می‌باشد. نمودارهای تابع جریان، خطوط هم دما و غلظت ثابت به ازای پارامتر θ برای سه مقدار 0، 45و90 مورد بررسی قرار گرفته و اثرات پارامتر نفوذپذیری بی‌بعد نیز به ازای مقادیر 1/0 ، 1 و 10 مورد ملاحظه قرار می‌گیرد. همچنین مقدار عدد نوسلت متوسط روی دیواره­ی محفظه محاسبه می‌شود. در این پژوهش، معادلات حاکم برای جریان تراکم‌ناپذیر با استفاده از روش اختلاف محدود گسسته‌سازی و حل شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


[1] Kaviany, M. “Principle of Heat Transfer in Porous Media”,New York:Second ed., Springer-Verlag, 1995. [2] Vafai, K. “Handbook of Porous Media”, Boca Raton:2nd edn.Taylor &Francis, 2005. [3] Nield, D.A., Bejan, A. “Convection in porous Media”, New York:3rd edn.Springer, 2006. [4] Baytas, A.C., Pop I. “Free Convection in a square porous cavity using a thermal nonequilibrium model” J.of thermal Sciences, Vol.41, pp.861-870, 2002. [5] Baytas, A.c. “Thermal non-equilibrium natural convection in a square enclosure filled with a heat –generating solid phase,non-darcy porous media”J.of Energy Research ,Vol.27,pp.975-988, 2003. [6] Sathiyamoorthy, M., Basak Tanmay Roy, S., Pop I. “Steady natural convection flow in a squre cavity filled with a porous medium for linearly heated side wall(s)” J.of Heat and Mass Transfer, Vol 50, pp.1892-1901, 2007. [7] Varol, Y., Oztop, H.F., Pop I. “Numerical analysis of natural convection for a porous rectangular enclosure with sinusoidally varying temperature profile on the bottom wall”J.of Heat and Mass Transfer, Vol.35, pp.56-64, 2008. [8] Krishna, D., Basak, T., Das, K., “Natural Convection in a heat generation hydrodynamically and thermally anisotropic non-Darcy Porous medium” ,Int . J.of Heat and Mass Transfer.,Vol.51 ,pp.4691-4703, 2011. [9] Gobin, D., Goyeau, B., Songbe, J.P. “Double diffusive natural convection in a composite fluid porous layer”J.of Heat Tansfer, Vol.120, pp.234-242, 1998. [10] Baytas, A.C., Liaqat, A., Grosan, T., Pop I. “Conjugate natural convection in a square porous cavity”J.of Heat and Mass Transfer., Vol.37, pp.467-473, 2010. [11] Liaqat, A., Baytas, A.C. “Conjugate natural convection in a square enclosure containing volumetric sources” J.of Heat and Mass Transfer, Vol.44, pp.3273-3280, 2001. [12] Bera, P., Khalili, A. “Double-diffusive natural convection in an anisotropic porous cavity with opposing buoyancy forces:multi-solutions and oscllations”, International Journal of Heat and Mass Transfer,vol. 36, pp.4019-4032, 2002.