عنوان مقاله :
مطالعه عددي جريان انتقال حرارت جابجايي توأم سيال بينگهام در بين دو استوانه هم‌مركز
عنوان به زبان ديگر :
Numerical simulation of mixed convection of Bingham fluid between two coaxial cylinders
پديد آورندگان :
عسكري فرد جهرمي، حميدرضا دانشگاه شهركرد - دانشكده فني، شهركرد، ايران , رئيسي، افراسياب دانشگاه شهركرد - دانشكده فني، شهركرد، ايران , قاسمي، بهزاد دانشگاه شهركرد - دانشكده فني، شهركرد، ايران , احمدي ندوشن، افشين دانشگاه شهركرد - دانشكده فني، شهركرد، ايران
كليدواژه :
مطالعه عددي , انتقال حرارت , جابجايي توأم , سيال بينگهام , دو استوانه هم‌مركز
چكيده فارسي :
در اين مقاله، جريان دوبعدي انتقال حرارت جابجايي توأم سيال بينگهام در بين دو استوانه هم‌مركز بدون استفاده از روش تنظيم‌كننده مورد مطالعه عددي قرارگرفته است. دماي ديوار داخلي، كه با سرعت ثابت در حال دوران است، از دماي ديوار ساكن بيروني بيشتر است. مسئله بر اساس روش حجم محدود و با استفاده از الگوريتم غيرتكراري پيزو حل‌شده است. بدين منظور يكي از حل‌كننده‌هاي نرم‌افزار اپنفوم براي حل دقيق جريان بينگهام توسعه داده شد. ابتدا حل‌كننده توسعه‌يافته اعتبار سنجي شد. سپس با ثابت در نظر گرفتن پارامترهاي نسبت منظري ، عدد رينولدز ، عدد پرانتل و عدد گراشف ، اثر تغييرات عدد بينگهام در محدوده بر رفتارهاي هيدروديناميكي و حرارتي مسئله همچون شكل و اندازه نواحي تسليم نشده، خطوط جريان، توزيع سرعت، عدد ناسلت موضعي و ميانگين، ضريب گشتاور و توزيع تنش مماسي مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش عدد بينگهام نواحي تسليم نشده توسعه مي‌يابد و ميزان انتقال حرارت و عدد ناسلت كاهش و ضريب گشتاور افزايش مي‌يابد. همچنين بازه تغييرات عدد ناسلت موضعي و تنش مماسي بر روي ديوار داخلي با افزايش عدد بينگهام كاهش مي‌يابد.
چكيده لاتين :
In this paper, mixed convection of Bingham fluid between two coaxial cylinders has been studied numerically without using any regularization method. The temperature of the inner rotating circle is higher than the temperature of the outer stationary circle. The finite volume method and non-iterative PISO algorithm have been employed to solve the problem. One of OpenFOAM solver, icoFoam, has been modified for solving the exact Bingham model. After validating the modified solver, it has been used to solve the problem for the following ranges of conditions: Reynolds number, Re=10, Prandtl number, Pr=10, Grashof number, Gr=500, Bingham number, 0≤Bn≤1000, and aspect ratio (AR) of 0.1. The effects of the Bingham number on flow and heat transfer characteristics such as the shape and size of the unyielded regions, streamline contours, the local and mean Nusselt number, and the torque coefficient have been investigated. The mean Nusselt number and the torque coefficient decreases and increases, respectively, when the Bingham number increases. The variation range of the local Nusselt number and dimensionless tangential stress on the inner wall decrease with Bn.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك اميركبير
