توصيفگر ها :
جابجايي طبيعي , محفظه مربعي , شبكه بولتزمن , شار حرارتي نوساني , گرمكن
چكيده فارسي :
چكيده
مسئله كلاسيك انتقال حرارت جابجايي طبيعي در يك محفظه بسته به دليل كاربردهاي فراوان در مهندسي مانند خنك‌كاري قطعات الكترونيكي، عايق‌هاي حرارتي، تهويه ساختمان، كلكتورهاي خورشيدي و راكتورهاي هسته‌اي هميشه مورد توجه محققان بوده است. در حالت كلي جابه‌جايي طبيعي، به علت سادگي فرآيند، صرفه اقتصادي، صداي كم و بازيابي مجدد در شاخه‌هاي مختلف صنعت كاربرد فراواني دارد. محفظه مورد نظر در اين مطالعه يك محفظه مربعي حاوي هوا است كه دو و سه گرمكن در ديواره پايين آن قرار داشته و ديوارههاي جانبي آن تحت دماي ثابت و ديواره بالايي آن عايق ميباشد. در اين مطالعه از روش شبكه بولتزمن براي شبيهسازي آن استفاده شده است و هدف كلي آن بررسي اثر تغيير مكان و طول گرمكنها، دامنه و طول موج نوسان شار حرارتي و عدد رايلي بر روي حداكثر دماي گرمكن و ميدان جريان در محفظه است. با توجه به بررسيهاي انجام شده ميتوان نتيجه گرفت كه با اختلاف دامنه و پريود نوسان گرمكنها جريان درون محفظه سريعتر پايدار ميشود و با افزايش دامنه و طول موج نوسان شار حرارتي ميزان نوسان دماي گرمكنها افزايش مييابد. همچنين در محفظهاي كه شامل سه گرمكن است دماي متوسط گرمكن مياني نسبت به حالت شار حرارتي ثابت تغييري نميكند.
چكيده انگليسي :
Abstract
The natural convection heat transfer in a cavity has always attracted the researchers interest because of its numerous applications in engineering e.g., cooling of electronic parts, thermal insulators, buildings ventilation systems, solar collectors, nuclear reactors. In general, due to favorable factors such as process simplicity, cost effectiveness, low noise, and the possibility of recovery, the process of natural convection has many uses in various industrial applications. The considered chamber in this study is a square cavity with air inside, two or three heaters situated at its bottom wall, its upper wall insulated, and its two side walls kept at a constant temperature. The Lattice Boltzmann method has been used for simulation in this study; and the overall goals of this research are to optimize the installation location and length of heaters and to explore the effects of the amplitude and wavelength of thermal flux fluctuation and Rayleigh’s number. The results indicate that increasing the difference between amplitudes and periods of thermal flux in heaters causes the flow within the cavity stabilizes more quickly and temperature oscillation is increased due to larger amplitudes and periods. Also, in the cavity with three heaters, the average temperature of the middle heater remains unchanged relative to the case of constant heat flux.
