|
چکیده
|
در این پژوهش انتقال حرارت جابجایی طبیعی درون یک محفظه‌ی مربعی حاوی سیال ویسکوپلاستیک کسون و دارای یک چشمه‌ی حرارتی به صورت عددی بررسی شده است. معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم توصیف‌کننده‌ی جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش اجزاء محدود و از طریق کدنویسی در محیط متلب) روی طیف وسیعی از پارامترهای بی‌بعد مورد نظر، از جمله عدد رایلی(〖10〗^6 ≥ Ra ≥ 〖10〗^4)، عدد بینگهام(Bn_max ≥ Bn ≥ 0) و برای سه حالت مختلف از حیث موقعیت مکانی چشمه‌ی حرارتی درون محفظه (y= -0.25 , 0 , +025)، به ازای یک مقدار از عدد پرانتل (Pr = 100) حل شده‌اند. جزییات میدان‌های دما و جریان درون محفظه، به ترتیب به وسیله‌ی شکل‌های مربوط به خطوط هم‌دما و جریان و تغییرات مقدار نرخ برش در دامنه‌ی جریان، توسط شکل‌های مربوط به آن، نشان داده شده است. همچنین نواحی تسلیم‌شده و تسلیم‌نشده در دامنه‌ی جریان مشخص شده‌اند. دریافت شد که عدد ناسلت میانگین با افزایش عدد بینگهام کاهش می‌یابد و همچنین عدد بینگهام بیشینه (Bn_max) و عدد ناسلت میانگین ((Nu) ̅)، با افزایش عدد رایلی، هر دو افزایش می‌یابند. علاوه بر این تأثیر موقعیت مکانی چشمه‌ی حرارتی درون محفظه، روی نتایج عدد ناسلت میانگین و عدد بینگهام بیشینه بررسی شده است. دریافت شد که در مقادیر رایلی بالا (, 〖10〗^6 〖10〗^5 Ra=) که قدرت جابجایی جریان زیاد است، تا زمانی که Bn به حد رسانایی نرسیده و انتقال حرارت جابجایی در رژیم جریان غالب است، مقدار (Nu) ̅ با بالاتر رفتن موقعیت مکانی چشمه‌ی حرارتی کاهش می‌یابد. اما با نزدیک شدن به بینگهام بیشینه و/یا در مقادیر کمتر رایلی (〖10〗^4 Ra=) و غالب شدن رسانایی در رژیم جریان، بیشترین مقدار عدد (Nu) ̅ مربوط به حالتی است که چشمه‌ی حرارتی در موقعیت مکانی y = 0 قرار دارد. همچنین مقدار بینگهام بیشینه با بالاتر رفتن مکان چشمه‌ی حرارتی درون محفظه کاهش می‌یابد. به علاوه، با توجه به وجود تنش تسلیم سیال، دامنه‌ی جریان توسط نواحی شبه‌سیال (تسلیم‌شده) و شبه‌جامد (تسلیم‌نشده) بسته به میزان تنش غالب جریان در مقابل تنش تسلیم سیال، پوشانیده شده است. علاوه بر این، روشن شد که گستره‌ی نواحی تسلیم‌شده با افزایش عدد بینگهام و/یا کاهش عدد رایلی به موجب تضعیف جریان ناشی از شناوری کاهش می‌یابد و در نهایت در عدد Bn_max و شبه‌جامد شدن قاطبه‌ی دامنه‌ی جریان، انتقال حرارت به حد رسانایی خود خواهد رسید.
|