اثر چيدمان فيبرهاي جامد بر انتقال حرارت از يك كانال متخلخل تحت گرمايش نامتقارن

Effect of solid fiber arrangement on the heat transfer of an asymmetrically heated porous channel

در پژوهش حاضر، روش شبكه بولتزمن براي بررسي انتقال حرارت مزدوج در يك كانال دو بعدي حاوي ماده متخلخل فيبري شكل، مورد استفاده قرار گرفته است. محيط متخلخل مد‌نظر از توزيع منظم و تصادفي فيبرهاي جامد تشكيل شده، كه به‌صورت موانع مربعي و در يك جريان متقاطع قرار گرفته اند. شرايط مرزي حرارتي نامتقارن، بدين گونه كه يك ديواره عايق و ديواره ديگر دما ثابت باشد، بر ديواره هاي كانال اعمال شده است. فاز جامد در مقياس حفره‌ و با فرض عدم تعادل حرارتي شبيه‌سازي شده است. تغييرات عدد ناسلت متوسط روي ديواره دما ثابت، به عنوان معيار بهبود ميزان انتقال حرارت، مورد نظر است. تغييرات افت فشار نيز به عنوان يكي از پارامترهاي موثر بر ملاحظات طراحي سيستم ها بررسي شده است. نتايج بدست آمده، علاوه بر تاييد برتري وضعيتي كه كانال از ماده متخلخل نيمه پر شده نسبت به حالت كاملا پر شده آن، نشانگر وجود مقادير بهينه اي براي نسبت انسداد و انحراف از مركز محفظه متخلخل جهت بيشينه كردن انتقال حرارت يا كمينه كردن افت فشار است. همچنين، به ازاء پارامترهاي طراحي يكسان، نحوه چيدمان فيبرهاي جامد از حيث منظم و يا تصادفي بودن بر ميزان افت فشار و انتقال حرارت تاثير قابل ملاحظه اي دارد.