رفتار غيردايم انتقال حرارت جابه‌جايي طبيعي در يك محفظه در حال چرخش 90 درجه اي

The Unsteady Behavior of the Natural Convection Heat Transfer in a Square Enclosure by 90° Rotate

انتقال حرارت جابه‌جايي طبيعي درون يك محفظه، به شكل هندسي محفظه، ميزان و نحوه‌ي گرمايش و سرمايش روي ديوارهاي گرم و سرد، خواص سيال درون محفظه و طرز قرارگيري آن بستگي دارد. در اين مقاله، يك محفظه مربعي عمودي بررسي شده است. اين محفظه عمودي با چرخش 90 درجه‌اي به يك محفظه افقي تبديل شده است. هدف اين مقاله، بررسي رفتار وابسته به زمان جريان درون محفظه و مقدار انتقال حرارت در حين اين چرخش است. براي شبيه‌سازي عددي جريان سيال و انتقال حرارت از روش شبكه بولتزمن استفاده شده است. مساله براي پنج زمان چرخش متفاوت و عدد رايلي 105 حل شده است. خطوط جريان، توزيع دما و مقدار انتقال حرارت در هر لحظه به‌دست آمده است. نتايج نشان داده كه براي چرخش سريع محفظه، عمده تغييرات در توزيع دما و انتقال حرارت پس از ايستادن محفظه رخ داده است؛ ولي در چرخش آهسته، مقدار انتقال حرارت در هر لحظه خيلي نزديك به مقدار حالت دايم در همان وضعيت است.

The natural convection heat transfer in a square enclosure depends on the geometry of the enclosure, the amount and the type of heating and cooling on the hot and cold walls, the fluid proprieties and the inclination angle of the enclosure. In this paper, the natural convection in a square enclosure with two hot and cold vertical walls and two adiabatic horizontal walls is investigated. This vertical enclosure by rotating 90° changes into a horizontal enclosure. The aim of this study is to investigate the time dependent behavior of the flow and the heat transfer through it affected by the inclination angle. The lattice Boltzmann method for numerical simulation of the fluid flow and the heat transfer is used. The problem is solved by five values of rotation times for Rayleigh number 105. Streamlines, temperature distribution and the amount of heat transfer in every time obtained. The results show that by the fast rotation major changes in the temperature distribution and the heat transfer occurs after the stopping of rotation. But in the slow rotation the amount of heat transfer is very close to the steady state in any time at the same situation.