همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم درون محفظه بسته مستطیلی

در پروژه حاضر، یک تحقیق عددی به منظور مطالعه اثر نسبت سطح، عدد گراشف گرمایی و عدد اشمیت بر روی پدیده همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم درون یک محفظه مستطیلی بسته با دیواره های جانبی نیمه فعال از نظر گرمایی، از سیالی که عمدتا هوا 71/0pr = ، در دو حالت، بخار آب با غلظت کمتر 63/0 sc= (حالت اول) و در حالت با غلظت بیشتر2 sc = (حالت دوم) انجام گرفته است. دیواره جانبی سمت چپ در دما و غلظت بالاتری نسبت به دیوار جانبی سمت راست قرار گرفته است. طول بخش فعال گرمایی دیواره های جانبی نصف ارتفاع محفظه میباشد. بالا و پایین محفظه و همچنین بخش های غیر فعال دیواره های جانبی از نظر گرمایی عایق و غیر قابل نفوذ جرم میباشد. نه موقعیت گرمایی مختلف از نقاط فعال درون محفظه میتوان تصور نمود. ضریب نفوذ سیال ثابت فرض شده است، اما چگالیسیال به طور خطیبا دما و غلظت تغییر میکند. وارونگی چگالیسیال تاثیر قابل توجهیبر همرفت طبیعی میگذارد. فرم بیبعد معادلات حاکم در پدیده همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم برای جریان آرام غیر قابل تراکم دو بعدی به وسیله توابع ورتیسیتی، دما یا انرژی، غلظت و تابع جریان بیان شده است. درپروسه حل عددی، معادلات حاکم به روش تفاضل محدود حل شده است. معادلات انرژی و غلظت به روش ضمنیبا جهت متغیر (adi) و روش فوق تخفیف پی در پی (sor) برای حل معادله جریان به کار رفته است. نتایج برای موقعیت های گرمایی مختلف، اعداد گراشف گرمایی بین 103 gr =و 106 gr =، نسبت شناوری و نسبت سطح های مختلف ارائه شده است. واثرات آنها بر میدان های جریان، دما و غلظت و نرخ انتقال گرما و جرم از دیواره های محفظه بیان شده است. نرخ انتقال گرما و جرم در وضعیت گرمایی پایین - بالا بیشترین مقدار و در وضعیت بالا - پایین کمترین مقدار میباشد. مقدار انتقال گرما و جرم با افزایش نسبت سطح و همچنین افزایش عدد گراشف، افزایش مییابد.