بررسی انتقال حرارت ترکیبی شامل جابجایی اجباری، هدایت و تشعشع در حضور محیط مشارکت کننده گازهای غیر خاکستری در محفظه

در مطالعه حاضر جریان جابجایی اجباری و آشفته در یک محفظه مورد بررسی قرار گرفته است . مکانیزم انتقال حرارت مرکب شامل سه مکانیزم انتقال حرارت تشعشعی، جابجایی و هدایت می باشد ضمن اینکه در مرز مشترک سیال و جامد انتقال حرارت مزدوج[1] در نظر گرفته شده است. سیال مورد بررسی مخلوط گازهای داغ ناشی از احتراق متان[2] می باشد که همانند یک محیط غیر خاکستری رفتار می کنند و با استفاده از مدل جمع وزنی گازهای خاکستری[3]، ضریب جذب کلی مخلوط گازی توسط نرم افزار انسیس فلوئنت15[4] به دست آمده و در حل مساله مورد استفاده قرار گرفته است. معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی، به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت 15 حل شده اند. کوپل میدانهای سرعت و فشار با استفاده از الگوریتم سیمپل انجام شده است. برای مدلسازی جریان آشفته از مدل توسعه یافته[5] و برای محاسبه گرادیان شار حرارتی تشعشعی در معادله انرژی از روش راستاهای مجزا[6] استفاده شده است. برای معرفی گازهای حاصل از احتراق از مدل Species Transport استفاده شده است و نرخ واکنشها Finite Rate در نظر گرفته شده است. در این مطالعه به بررسی اثر پارامترهای سرعت و دمای ورودی سیال، پارامترهای تشعشعی گاز، جنس محفظه و ضخامت آن بر رفتار ترموهیدرودینامیکی سیستم پرداخته شده است. نتایج به صورت کانتورهای خطوط دما ثابت و الگوی جریان ارائه شده اند و انتقال حرارت کل صورت گرفته از محفظه در شرایط کارکرد مختلف گزارش شده است.

[1] Conjugate

[2] CH₄

[3] Wsggm

[4] Ansysy Fluent 15

[5] RNG

[6] Discrate Ordinate (DO)د