مطالعه عددي اثر زاويه شيب و پارامترهاي هندسي فوم فلزي آلومينيومي بر انتقال حرارت جابه‌جايي آزاد با شرط عدم تعادل حرارتي

در مطالعه حاضر بررسي اثر زاويه شيب و پارامترهاي هندسي فوم فلزي آلومينيومي بر انتقال حرارت جابه‌جايي آزاد به‌صورت عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. انتقال حرارت و جريان سيال در فوم فلزي براساس تئوري حجم متوسط است و با درنظرگرفتن شرط عدم تعادل حرارتي براي معادله انرژي و معادله غيرخطي دارسي برينكمن فورشيمر براي معادله ممنتوم در ناحيه متخلخل بيان شده است، معادلات ميكروسكوپي در ناحيه سيال خالص و معادلات ماكروسكوپي در ناحيه متخلخل حل مي‌شوند. حل عددي معادلات حاكم بر انتقال ممنتوم و انرژي در ناحيه متخلخل و سيال خالص با به‌كارگيري روش المان محدود صورت گرفته است. در اين مطالعه، تاثير پارامترهاي زاويه شيب چاه‌گرمايي فوم فلزي، دماي پايه و همچنين پارامترهاي هندسي فوم شامل تخلخل، چگالي منفذ و ارتفاع فوم بر عملكرد حرارتي فوم فلزي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج عددي با نتايج تجربي كارهاي ديگران تطابق خوبي را نشان مي‌دهد. طبق نتايج عددي، در يك دماي يكسان، عدد نوسلت متوسط چاه‌گرمايي فوم فلزي در حالت افقي ۶۲/۶% بيشتر از صفحه تخت افقي است. فوم فلزي در حالت افقي داراي بيشترين مقدار عدد نوسلت متوسط، نسبت به ديگر زاويه‌ها است؛ براي فوم فلزي با چگالي منفذ ۵منفذ در اينچ و تخلخل ۰/۹۲ در حالت افقي عدد نوسلت متوسط سطح ۲۲/۳% بيشتر از حالت عمودي است. همچنين در حالت افقي روبه‌بالا عدد نوسلت متوسط، ۲۹/۵% بيشتر از حالت افقي روبه‌پايين است.