بررسی انتقال حرارت سیالات غیرنیوتونی شبه پلاستیک در مبدل های حرارتی متخلخل

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی طبیعی رایلی-بنارد سیالات غیرنیوتونی شبه پلاستیک در مبدل حرارتی لوله ای که دیواره ی سمت چپ آن از لایه ی متخلخل مشخص با ضخامت مشخص پوشیده شده است برای حالت ناپایدار و آرام به صورت عددی بررسی شده است. دیواره ی پایینی مبدل حرارتی در دمای ثابت Th و دیواره ی بالایی در دمای Tc که (Th>Tc) قرار دارد. دیواره ی سمت چپ و راست عایق هستند. معادلات حاکم بر مسئله پس از بی بعد شدن، به روش المان محدود به صورت همزمان حل شده است و سپس صحت نتایج در مقایسه با پژوهش های پیشین ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهند که در رایلی های بزرگ (105Ra=) به دلیل غالب بودن انتقال حرارت جابه جایی طبیعی نسبت به انتقال حرارت هدایت، ناسلت متوسط با سرعت قابل توجهی افزایش می یابد. همچنین در اعداد دارسی کوچک (4-10=Da) میزان نفوذپذیری جریان بسیار کم است و ماهیت جریان به گونه ای تغییر می کند که باعث کاهش عملکرد حرارتی جریان جابجایی طبیعی می شود. نتایج نشان می دهد که با کاهش شاخص پاورلا دمای بی بعد کاهش یافته است و کمترین دمای بی بعد برای کمترین شاخص پاورلا به دست می آید. از سوی دیگر، با افزایش شاخص پاورلا در یک رایلی ثابت و گذشت زمان، افزایش انتقال حرارت جابه جایی طبیعی در لوله اتفاق می افتد. همچنین عدد رایلی برای شروع جابه جایی طبیعی در مبدل با افزایش شاخص پاورلا کاهش می یابد.