مدلسازي انتقال حرارت تحت شرايط عدم تعادل حرارتي سيال در يك محفظه با در نظر گرفتن يك پره احاطه شده توسط ساختاري از ماده متخلخل

در مطالعه ي حاضر، انتقال حرارت جابجايي آزاد سيال درون محفظه ي بسته با در نظر گرفتن محيط متخلخل و پره جامد مورد بررسي قرار گرفت. محفظه به شكل مربعي بوده كه به ديواره ي سمت چپ يك پره كه توسط لايه اي از محيط متخلخل احاطه شده، متصل است. شروط مرزي در مسئله به گونه اي فرض شده است كه ديواره ي عمودي سمت راست در دماي سرد و ديواره هاي افقيِ بالا و پايين به صورت عايق باشد. از طرفي ديواره ي عمودي سمت چپ در بخش اتصال ميان ديواره و پره، در دماي گرم و مابقي آن نيز به صورت عايق فرض شده است. معادلات حاكم بر بخش هاي سيال، محيط متخلخل (با فرض عدم تعادل حرارتي) و محيط جامد استخراج و به شكل بي‌بُعد خود منتقل شدند و مسئله با استفاده از روش المان محدود به صورت عددي حل گرديد. در ادامه پارامترهاي مهم و اثرگذار بر انتقال حرارت از محفظه مورد بحث و بررسي قرار گرفت و تأثير هر كدام بر انتقال حرارت سنجيده شد. نتايج به صورت شكل، جدول، منحني ، خطوط جريان ثابت و دماثابت ارائه و به تفصيل مورد بحث و بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از است كه اثرات افزايش پارامترهاي نسبت رسانندگي سيال به ماتريس متخلخل، عدد دارسي و ضريب تخلخل به ترتيب سبب كاهش، افزايش و افزايش در ضريب انتقال حرارت است. همچنين نسبت ضريب رسانندگي حرارتي جامد به سيال تاثير مستقيمي بر انتقال حرارت داشته و افزايش آن بهبود انتقال حرارت را در پي خواهد داشت. از طرفي افزايش عدد رايلي سبب افزايش انتقال حرارت و افزايش حجم بخش متخلخل منجر به كاهش بخش پر شده است سيال خواهد شد. اين امر به معني تضعيف گردش سيال و در نهايت تضعيف انتقال حرارت مي باشد.