معرفی تعریف عدد ناسلت مناسب برای جریان سیال در یک لوله با ماده متخلخل جزئی

در مطالعه ی حاضر به بررسی تحلیلی و عددی اعتبار دو تعریف متداول عدد ناسلت برای انتقال حرارت جابجایی در یک لوله با ماده متخلخل جزئی پرداخته شده است. تعریف اول عدد ناسلت بصورت Nu_1 (x)=(2R(∂T/∂r)_(r=R))⁄((T_w-T_m (x))) و تعریف دوم عدد ناسلت بصورت Nu_2 (x)=(2Rq_cond^'')⁄(k_ref (T_w-T_m (x))) بیان شده است. در ابتدا عدد ناسلت حاصل از این دو تعریف در آرایش های مختلف ماده متخلخل در یک لوله، بصورت تحلیلی بررسی شده است. نتایج بررسی تحلیلی نشان می دهد که در آرایش مرزی ماده متخلخل، مقدار ناسلت محاسبه شده با این دو تعریف، با یکدیگر متفاوت می باشد. درتعریف اول ناسلت، مقدار حرارتی که با عبور جریان سیال از میان ماده متخلخل به سیال منتقل می شود، لحاظ نمی گردد و درنتیجه ناسلت محاسبه شده از این تعریف فیزیک انتقال حرارت جابجایی را در این مساله به درستی بیان نمی کند. در ادامه آرایش مرزی ماده متخلخل در یک لوله با جریان مغشوش بصورت عددی شبیه سازی شده و عدد ناسلت از هر دو تعریف محاسبه می گردد. نتایج نشان می دهد که با افزایش ضریب هدایت ماده متخلخل، عدد ناسلت حاصل از تعریف اول کاهش می یابد که این امر بیان درستی از فیزیک مسئله نیست. بنابراین در آرایش مرزی ماده متخلخل در یک لوله، استفاده از تعریف اول ناسلت مناسب نیست. با بررسی تعریف دوم ناسلت، مشاهده می شود که با افزایش ضریب هدایت ماده متخلخل، عدد ناسلت افزایش می یابد که این نتیجه فیزیکی بوده و لذا تعریف دوم ناسلت برای آرایش مرزی ماده متخلخل مناسب تر به نظر می رسد.