تاثیر محیط متخلخل بر ذوب مادهی تغییرفازدهنده غیرنیوتونی شبه پلاستیک درون یک مبدل حرارتی دو لوله ای

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی طبیعی مواد تغییرفازدهنده غیرنیوتونی شبه پلاستیک در مبدل حرارتیلوله ای در حالت وجود یا عدم وجود لایه ی متخلخل برای حالت ناپایدار و آرام به صورت عددی بررسی شده است.هدف از این کار بررسی تاثیر محیط متخلخل بر انتقال حرارت و ذوب مواد تغییرفازدهنده غیرنیوتونیشبه پلاستیک در مبدل حرارتی لوله ای است. دیواره ی سمت چپ مبدل حرارتی در دمای ثابت (T(hو دیواره ی سمت راست در دمای (T(c که ((T(h)> T(c) قرار دارد. دیوارهی سمت بالا و پایین عایق هستند. معادلات حاکم برمسئله پس از بیبعد شدن، به روش المان محدود به صورت همزمان حل شده است و سپس صحت نتایج درمقایسه با پژوهش های پیشین ارزیابی شده است. در زمان های اولیه ذوب که انتقال حرارت هدایتی مکانیزم اصلیپیش برنده تغییرفاز است، سطح مشترک فازها صاف است. در ادامه با رشد ناحیه ی ذوب شده، انتقال حرارتجابه جایی ناشی از نیروی بویانسی پدیده ی غالب می شود و مشاهده می شود که سطح مشترک فازها به صورتمنحنی درمی آیند. در حضور لایه ی متخلخل سرعت انتقال حرارت و سرعت ذوب افزایش می یابد. از طرفی باکاهش پارامتر توانی سیالات غیرنیوتنی پیرو قانون توانی، شروع جریان جابجایی سریعتر اتفاق می افتد. همچنینبا کاهش پارامتر توانی، شدت جریان در نزدیکی دیوارها و خط ذوب، افزایش یافته و نرخ گرمای ورودی و ذوبافزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

فرآیند ذوب ، ماده تغییرفازدهنده غیرنیوتونی شبهپلاستیک ، جابجایی طبیعی ، محیط متخلخل