بررسی عددی انتقال گرمایی جابجایی طبیعی سیال غیرنیوتنی قانون توانی درون محفظه مثلث شکل حاوی یک منبع گرمایی همدما

در این تحقیق انتقال گرمای جابجایی طبیعی در یک محفظه مثلثی پرشده از سیال غیرنیوتنی قانون توانی که یک گرم‌کن مثلث شکل با دمای ثابت   درون آن قرار دارد بررسی می‌شود. محفظه یک مثلث متساوی الضلاع به ضلع l و گرم‌کن نیز یک مثلث متساوی الضلاع به ضلع b است. دیوارهای جانبی محفظه دردمای سرد  قرار دارند و دیوار پائینی محفظه از نظر گرمایی عایق شده است. معادلات مربوطه برای سیال غیرنیوتنی قانون توانی به روش المان محدود جبری شده و با استفاده از روش یکپارچه مستقیم در نرم‌افزار comsol حل‌ شده‌اند. تاثیر پارامترهایی مانند عدد رایلی 10^3≤ra≤10^6، شاخص توان 0.8≤n≤1.4، طول بی‌بعد مثلث گرم‌کن 02≤b≤0.4 بر روی عملکرد هیدرودینامیکی و حرارتی محفظه بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که افزایش عدد رایلی، به‌ویژه برای مقادیر n<1، باعث افزایش آهنگ انتقال گرما می‌شود و استفاده از سیالات غیرنیوتنی رقیق برشی، مخصوصاً در اعداد رایلی بالا نیز عملکرد گرمایی محفظه را بهبود می‌بخشد. نتایج همچنین نشان می‌دهند که اندازه محفظه گرم‌کن، بسته به مقادیر عدد رایلی و شاخص توان تاثیرات قابل ‌توجهی بر روی میدان جریان و عملکرد گرمایی محفظه دارند.

numerical study of natural convection heat transfer of a non-newtonian power-law fluid inside a triangular cavity containing an isothermal heat source

in this study, the natural convective heat transfer in a triangular enclosure filled with a non-newtonian power-law fluid is investigated. a triangular heat source with a constant temperature of th is embedded inside the enclosure. the enclosure is an equilateral triangle with side l and the heater is an equilateral triangle with side b. the sidewalls of the enclosure are kept at a cold temperature of tc and the lower wall is thermally insulated. the governing differential equations are transformed into algebraic equations by the finite element method and are solved using the integrated direct method in the camsul software. the effects of relevant parameters such as the rayleigh number, the power-law index, and the size of the heat source are investigated on the flow and temperature fields. the results show that increasing the rayleigh number, especially for shear thinning fluids (n<1), increases the heat transfer rate the results also show that depending on the rayleigh number and the power-law index, the size of the heat source has a significant effect on the flow field and thermal performance of the enclosure.