انتقال حرارت جابجايي آزاد در يك محفظه مورب مانع دار با گرمايش موضعي

Natural Convection in an Inclined Partitioned Enclosure with Local Heat Source

در اين مقاله جريان جابجايي آزاد آرام در يك محفظه شيبدار داراي پله بررسي شده است. يك ديواره اين محفظه در دماي سرد و ديواره مقابل داراي منبع حرارتي دما ثابت است. ساير ديواره هاي محفظه آدياباتيك است. يك پله عايق نيز بر روي ديواره پاييني محفظه وجود دارد. هدف از اين بررسي، پيش بيني اثر عدد رايلي، شيب محفظه، ابعاد پله، و موقعيت منبع گرمازا بر ميدان جريان و دما و نرخ انتقال حرارت مي باشد. جهت اين بررسي، معادلات دو بعدي بقاي جرم، مومنتم، و انرژي، از روش اختلاف محدود مبتني بر حجم كنترل و الگوريتم سيمپل حل شده اند. نتايج نشان دهنده تاثير ناچيز شيب محفظه، ارتفاع پله و موقعيت منبع حرارتي در اعداد رايلي كوچك است. اين درحالي است كه در اعداد رايلي بزرگ عوامل فوق تاثير بسزايي بر جريان سيال و نرخ انتقال حرارت از محفظه دارند.

In this paper, free convection in an inclined stepped chamber has been studied. One wall of this enclosure is kept cold and the opposite wall equipped with constant heat source. The remaining walls are maintained adiabatic. There is one adiabatic step on the bottom wall. The aim of the present study is to forecast the effect of Raleigh number, slope of enclosure, step dimension, and heat source position, on the stream field, temperature and heat transfer rate. In this regard, two dimensional equations of mass conservation, linear momentum and energy are solved by applying finite volume method and simple algorithm. Results indicate poor effect of enclosure slope, step height, and position of heat source in small Raleigh numbers, however in large Raleigh numbers significant effects on fluid and rate of heat transfer of enclosure are observ ed. Keyword