شبیه سازی جریان سیال و انتقال گرمای داخل حفره U شکل چین دار

محبی, رسول; حقیقی خلیل‌آباد, سحر; محبی, مسعود

doi:10.22034/jmeut.2022.48536.3001

فهرست نشریات دارای اعتبار وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

تعداد نشریات	44
تعداد شماره‌ها	1,303
تعداد مقالات	16,020
تعداد مشاهده مقاله	52,486,948
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	15,213,946

شبیه سازی جریان سیال و انتقال گرمای داخل حفره U شکل چین دار

مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز

مقاله 19، دوره 52، شماره 3 - شماره پیاپی 100، آبان 1401، صفحه 175-182 اصل مقاله (1.23 M)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2022.48536.3001

نویسندگان

رسول محبی^* ¹؛ سحر حقیقی خلیل‌آباد²؛ مسعود محبی³

¹دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران

²دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

³دکتری، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در مطالعه حاضر، انتقال گرمای همرفت طبیعی در یک حفره U شکل چین دار بررسی شده است. برای حل معادله بقای جرم (پیوستگی)، معادله بقای اندازه حرکت خطی (معادله مومنتوم) و معادله انرژی از روش المان محدود استفاده شده‌ است. صحت روش مورد استفاده با نتایج موجود بررسی گردیده و تطابق بالایی میان آن‌ها به‌دست آمده است. جریان سیال دوبعدی و آب نیز به عنوان سیال عامل در حفره انتخاب شده است. اعداد رایلی مختلف (10³ - 10⁶) و دیواره‌های چین دار، متغیر‌های تأثیرگذار بر میدان‌های جریان و انتقال گرما می‌باشند. نتایج به صورت کانتور سرعت، جریان سیال، ‌دما و عدد ناسلت متوسط بیان شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان دهنده‌ این است که با افزایش عدد رایلی، آهنگ انتقال گرما افزایش می‌یابد که بیشترین مقدار آن برابر 43/76 در عدد رایلی 10⁶ است. همچنین در یک عدد رایلی ثابت، حفره صاف میزان آهنگ انتقال گرما بالاتری دارد و بیشترین مقدار افت انتقال گرما در حفره دو طرف چین دار اتفاق می افتد.

کلیدواژه‌ها

انتقال گرمای همرفت طبیعی؛ روش المان محدود؛ حفره U شکل؛ چین دار طرفین؛ چین دار مثلثی

مراجع

Matori A., Mohebbi R., Hashemi Z., Ma Y., Lattice Boltzmann study of multi-walled carbon nanotube (MWCNT)-Fe3O4/water hybrid nanofluids natural convection heat transfer in a Π-shaped cavity equipped by hot obstacle. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, , 136, pp., 2495-2508, 2018.
Alsabery A.I., Mohebbi R., Chamkha A.J. et al. Impacts of magnetic field and non-homogeneous nanofluid model on convective heat transfer and entropy generation in a cavity with heated trapezoidal body. J Therm Anal Calorim,, 138, pp., 1371–1394, 2019.

[3] Mohebbi R., Nazari M., Kayhani MH., Comparative study of forced convection of a power-law fluid in a channel with a built-in square cylinder. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, Vol. 57, No. 1, 2016.

[4] Rathish Kumar B., Shalini., Free convection in a non-Darcian wavy porous Enclosure. Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 41, pp. 1827-1848, 2003.

[5] Varol Y., Oztop H., Varol A., Natural convection in porous triangular enclosures with a solid adiabatic fin attached to the horizontal wall. International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 34, pp. 19-27, 2007.

[6] Aounallah M., Addad Y., Benhamadouche S., Imine O., Adjlout L., Laurence D., Numerical investigation of turbulent natural convection in an inclined square cavity with a hot wavy wall. International Jouranl of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, pp. 1683-1693, 2007.

[7] Heidary H., Kermani M., Effect of nano-particles on forced convection in sinusoidal-wall channel. International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 37, pp. 1520-1527, 2010.

[8] Hasan M. N., Saha b S. C., Gu Y. T., Unsteady natural convection within a differentially heated enclosure of sinusoidal corrugated side walls. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 55, pp. 5696–5708, 2012.

[9] Rahman a M. M., Mojumder c S., Saha c S., Mekhilef a S., Saidur R., Augmentation of natural convection heat transfer in triangular shape solar collector by utilizing water based nanofluids having a corrugated bottom wall. International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 50, pp. 117–127, 2014.

[10] Navaei a A. S., Mohammed b H. A., Munisamy a K. M., Yarmand c H., Gharehkhani S., Heat transfer enhancement of turbulent nanofluid flow over various types of internally corrugated channels. Powder Technology, Vol. 286, pp. 332–341, 2015.

[11] Hussain S. H., Analysis of heatlines and entropy generation during double-diffusive MHD natural convection within a tilted sinusoidal corrugated porous enclosure. Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 19, pp. 926–945, 2016.

[12] Milani Shirvan a K., Ellahi b R., Mamourian a M., Moghiman M., Effects of wavy surface characteristics on natural convection heat transfer in a cosine corrugated square cavity filled with nanofluid. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 107, pp. 1110-1118, 2017.

[13] Yuan Ma, Mohebbi, R., Rashidi, M. M., Yang, Z., Sheremet, M., Nanoliquid thermal convection in I-shaped multiple-pipe heat exchanger under magnetic field influence, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, Vol., 550, 2020.

[14] Mozaffari M., D’Orazio A., Karimipour A. Abdollahi, A. and Safaei, M.R. (2020), "Lattice Boltzmann method to simulate convection heat transfer in a microchannel under heat flux: Gravity and inclination angle on slip-velocity", International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, Vol. 30 No. 6, pp. 3371-3398

[15] Mezrhab A., Moussaoui M.A., Jami M., Naji H., Bouzidi M. H., Double MRT thermal lattice Boltzmann method for simulating convective flows, Physics Letter A, Vol., 374, pp., 3499–3507, 2010.

[16] Yang X., Shi B., Chai Z., Generalized modification in the lattice Bhatnagar–Gross–Krook model for incompressible Navier–Stokes equations and convection–diffusion equations, Physics Review E, 90 013309, 2014.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 167

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 170

سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب

پیوندهای مفید

آمار

شبیه سازی جریان سیال و انتقال گرمای داخل حفره U شکل چین دار