اثرات غير خاكستري گازهاي تابشي بر انتقال گرماي جابجايي تركيبي در يك كانال شيبدار و داراي جدايش جريان

Effects of Non-Gray Radiating Gases on Mixed Convection Heat Transfer in an Inclined Duct with Separation

در اين پژوهش، اثرات غير خاكستري گازهاي تابشي بر انتقال گرماي جابجايي مركب آزاد و اجباري در يك كانال شيبدار و داراي جدايش جريان، مورد مطالعه قرار مي­ گيرد. توزيع ضريب جذب محيط در تمام محدوده طيف از طريق محاسبات دقيق خط به خط بر اساس پايگاه داده HITRAN2008 بدست مي­ آيد. براي شبيه سازي محيط غير خاكستري، يكي از موثرترين و جديدترين مدل هاي طيفي به نام روش توزيع k تمام طيف، بكار گرفته مي­ شود، در حاليكه محاسبات مربوط به محيط خاكستري بر اساس ضريب جذب ميانگين پلانك انجام مي­ شود. بعلاوه،تاثير شيب كانال بر رفتارهاي هيدروديناميكي و حرارتي جريان سيال در هر دو محيط خاكستري و غير خاكستري بصورت نموداري بررسي مي­ شود. نتايج اين تحقيق نشان مي­ دهدكه با افزايش شيب كانال، ضريب اصطكاك و عددهاي ناسلت جابجايي، تابشي و كل بروي ديواره پاييني كانال، بطور قابل توجه ­اي افزايش مي­ يابند. همچنين، نتايج محيط خاكستري با نتايج محيط غير خاكستري به عنوان"حالت واقعي" مقايسه مي­ شوند. اين مقايسه نشان مي­ دهد كه تفاوت ميان نتايج اين دو محيط، با افزايش شيب كانال زياد شده، بطوريكه بيشترين اختلاف ميان نتايج، مربوط به كانال هاي عمودي است.

In this research, the effects of non-gray radiating gases on mixed forced and free convection heat transfer in an inclined duct with separation are studied. Distributions of absorption coefficients across the spectrum are obtained from the HITRAN2008 database. The full-spectrum k-distribution method (FSK) is used to account for non-gray radiation properties, while the gray radiation calculations are carried out using the Planck mean absorption coefficient. In addition, the effects of duct inclination on the hydrodynamic and thermal behaviors of fluid flow are presented graphically for both gray and non-gray medium situations. The results show that increasing in the duct inclination leads to a considerable increase in the values of friction coefficient, and convective, radiative and total Nusselt numbers. Also, the results of gray medium are compared with non-gray results as a real case. This comparison illustratesthat the difference between the results of these mediums enhances by increasing the duct inclination, such that the highest difference between the results is related to the vertical ducts.