Jamarani A, Maerefat M, Eshagh Nimvari M. Introducing a proper definition of the Nusselt number for fluid flow in a pipe partially filled with porous media. Modares Mechanical Engineering 2015; 15 (6) :278-286
URL:
http://mme.modares.ac.ir/article-15-3475-fa.html
1- دانشجوی کارشناسی ارشد
2- استاد دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
3- دکترای تخصصی مهندسی مکانیک
چکیده: (12031 مشاهده)
در مطالعهی حاضر به بررسی تحلیلی و عددی اعتبار دو تعریف متداول عدد ناسلت برای انتقال حرارت جابجایی در یک لوله با ماده متخلخل جزئی پرداخته شده است. تعریف اول عدد ناسلت بصورت Nu_1 (x)=(2R(∂T/∂r)_(r=R))⁄((T_w-T_m (x)) ) و تعریف دوم عدد ناسلت بصورت Nu_2 (x)=(2Rq_cond^'')⁄(k_ref (T_w-T_m (x)) ) بیان شده است. در ابتدا عدد ناسلت حاصل از این دو تعریف در آرایشهای مختلف ماده متخلخل در یک لوله، بصورت تحلیلی بررسی شده است. نتایج بررسی تحلیلی نشان میدهد که در آرایش مرزی ماده متخلخل، مقدار ناسلت محاسبه شده با این دو تعریف، با یکدیگر متفاوت میباشد. درتعریف اول ناسلت، مقدار حرارتی که با عبور جریان سیال از میان ماده متخلخل به سیال منتقل میشود، لحاظ نمیگردد و درنتیجه ناسلت محاسبه شده از این تعریف فیزیک انتقال حرارت جابجایی را در این مساله به درستی بیان نمیکند. در ادامه آرایش مرزی ماده متخلخل در یک لوله با جریان مغشوش بصورت عددی شبیهسازی شده و عدد ناسلت از هر دو تعریف محاسبه میگردد. نتایج نشان میدهد که با افزایش ضریب هدایت ماده متخلخل، عدد ناسلت حاصل از تعریف اول کاهش مییابد که این امر بیان درستی از فیزیک مسئله نیست. بنابراین در آرایش مرزی ماده متخلخل در یک لوله، استفاده از تعریف اول ناسلت مناسب نیست. با بررسی تعریف دوم ناسلت، مشاهده میشود که با افزایش ضریب هدایت ماده متخلخل، عدد ناسلت افزایش مییابد که این نتیجه فیزیکی بوده و لذا تعریف دوم ناسلت برای آرایش مرزی ماده متخلخل مناسبتر به نظر میرسد.
نوع مقاله:
مقاله پژوهشی کامل |
موضوع مقاله:
محیط متخلخل دریافت: 1393/10/24 | پذیرش: 1394/1/26 | انتشار: 1394/2/14