بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در نانو سیالات ویسکوپلاستیک- مدل کسون در محفظه مربعی | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 4، مهر و آبان 1400، صفحه 165-178 اصل مقاله (2.51 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2021.10608.3349 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد سعید عقیقی1؛ امیره نوربخش* 1؛ حامد معصومی2؛ امیر سالاری خیبر2 | ||
| 1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| 2کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانو سیالات ویسکوپلاستیک- مدل کسون همراه با یک تنش تسلیم، محصور درون محفظه مربعی با مرزهای متفاوت گرمایی بررسی شده است. معادلات دیفرانسیل غیر خطی کوپل شده برای جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم (با استفاده از روش المان محدود) حل شده است. اثرات عدد تسلیم0≤Y≤Y_max) )، عدد رایلی (〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^6 )، عدد لوییس (2.5≤Le≤7.5)، پارامتر شناوری (0.1≤N_r≤1) بر جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم، تحلیل و نواحی تسلیم شده و نشده ی شکل گرفته در قسمتهای مختلف مشخص شده اند .نتایج بدست آمده نشان می دهد که توزیع جرم در محفظه بشدت تحت اثر عدد لوئیس قرار دارد اما این پارامتر اثر محسوسی بر توزیع دما و جریان ندارد. اثر مرکب عدد لوئیس و تنش تسلیم بر عملکرد جریان نیز اندک بوده و درنتیجه این پارامتر اثر محسوسی بر نواحی شبه جامد ندارد. از طرف دیگر افزایش پارامتر شناوری باعث کاهش توزیع جریان ناشی از جابجایی و درنتیجه کاهش انتقال حرارت در محفظه میشود. مشاهده شد که افزایش پارامتر شناوری باعث افزایش اثر نیروهای ویسکوز شده و درنتیجه نواحی شبه جامد گسترگی بیشتری در محفظه می یابند و مقدار تنش تسلیم حدی کاهش می یابد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| سیال ویسکوپلاستیک؛ کسون؛ عدد رایلی؛ عدد لوییس؛ پارامتر شناوری | ||
| مراجع | ||
|
[1] Mitsoulis E (2007) Flows of viscoplastic materials: Models and computations. Rheol Rev 135-178.
[2] Zhang J, Vola D, Frigaard IA (2006) Yield stress effects on Rayleigh–Bénard convection. J Fluid Mech 566: 389-419.
[3] Vikhansky A (2010) On the onset of natural convection of Bingham liquid in rectangular enclosures. J Non-Newton Fluid 165(23-24): 1713-1716.
[4] Turan O, Chakraborty N, Poole RJ (2010) Laminar natural convection of Bingham fluids in a square enclosure with differentially heated side walls. J Non-Newton Fluid 165(15): 901-913.
[5] Hassan MA, Pathak M, Khan MK (2015) Rayleigh-Benard convection in Herschel-Bulkley fluid. J Nonnewton Fluid Mech 226: 32-45.
[6] Aghighi MS , Ammar A (2017) Aspect ratio effects in Rayleigh–Bénard convection of Her- schel–Bulkley fluids. Eng Comput 34(5): 1658-1676.
[7] Aghighi MS, Ammar A, Metivier C, Gharagozlu M (2018) Rayleigh-Bénard convection of Casson fluids. Int J Therm Sci 127: 79-90.
[8] Aghighi MS, Metivier C, Masoumi H (2020) Natural convection of Casson fluid in a square enclosure. Multidiscip Model Mater Struct 16(5): 1245-1259.
[9] Ghadimi A, Saidur R, Metselaar HSC (2011) A review of nanofluid stability properties and characterization in stationary conditions. Int J Heat Mass Transf 54(17-18): 4051-4068.
[10] Li XF, Zhu DS, Wang XJ, Wang N, Gao JW, Li H (2008) Thermal conductivity enhancement dependent pH and chemical surfactant for Cu-H2O nanofluids. Thermochim ACTA 469(1-2): 98-103.
[11] Chang H, Jwo CS, Fan PS, Pai SH (2007) Process optimization and material properties for nanofluid manufacturing. Int J Adv Manuf Technol 34(3-4): 300-306.
[12] Das SK, Putra, Thiesen P, Roetzel W (2003) Temperature dependence of thermal conductivity enhancement for nanofluids. J Heat Transfer 125(4): 567-574.
[13] رضوانی آلیله ع، بیگلری م، ولی پور م ص (1396) حل عددی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محفظه مربعی شکل همراه با گوشه های اصلاحشده پرشده از نانو سیال آب اکسید آلومینیوم. نشریه علمی مکانیک سازهها و شارهها 328-315 :(1)7.
[14] Saleh H, Siri Z, Ghalambaz M (2021) Natural convection from a bottom heated of an asymmetrical U- shaped enclosure with nano-encapsulated phase change material. J Energy Storage 38: 102538.
[15] Ouyahia SE, Benkahla YK, Berabou W, Boudiaf A (2017) Numerical study of the flow in a square cavity filled with Carbopol-TiO2 nanofluid. Powder Technol 311: 101-111.
[16] Krakov MS, Nikiforov IV (2018) Natural convection in a horizontal cylindrical enclosure filled with a magnetic nanofluid: Influence of the uniform outer magnetic field. Int J Therm Sci 133: 41-54.
[17] Aghighi MS, Ammar A, Metivier C, Chinesta F (2015) Parametric Solution of the Rayleigh-Benard Convection Model by Using the PGD. Int J Numer Method H 25(6):1252-1281.
[18] Buongiorno J (2006) Convective Transport in Nanofluids. J Heat Transfer 128(3): 240-250.
[19] Sheremet MA, Groşan T, Pop I (2015) Steady-state free convection in right-angle porous trapezoidal cavity filled by a nanofluid: Buongiorno’s mathematical model. Eur J Mech - B/Fluids 53: 241-250. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 6,319 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,279 |
||