آنالیز تأثیر رسانش حرارتی دیواره های محفظه بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته در یک محفظه مربعی پر شده از یک ماده متخلخل در حالت عدم تعادل حرارتی

در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی طبیعی همبسته در یک محفظه مربعی متخلخل اشباع ­شده با سیال که توسط دو دیوار جامد عمودی با ضخامت یکسان احاطه شده، به­صورت عددی بررسی شده است. دیواره­های عمودی محفظه به­طور جزئی در دو دمای متفاوت گرم شده و دیواره­های افقی عایق می­باشند. از مدل بریکمن- فورچهمیر- دارسی توسعه­یافته و مدل عدم تعادل حرارتی برای شبیه­سازی جریان و انتقال حرارت در محیط متخلخل استفاده شده است. معادلات حاکم پس از بی­بعدسازی با روش المان محدود گالرکین حل شده­اند. تأثیر پارامترهای مهم شامل عدد رایلی، عدد دارسی، عدد پرانتل، نسبت ضریب هدایت حرارتی سیال به فاز جامد محیط متخلخل، ضریب انتقال حرارت جابجایی بین سیال و فاز جامد محیط متخلخل و خصوصیات همبسته همچون ضخامت دیوار و نسبت ضریب هدایت حرارتی دیوار به سیال بر میزان انتقال حرارت درون محفظه بررسی شد. نتایج نشان داد که به غیر از عدد پرانتل، تمامی پارامترهای مذکور تأثیر قابل­ توجهی بر عدد ناسلت متوسط دارند. همچنین مشاهده شد که در مقادیر بالای نسبت ضریب هدایت حرارتی سیال به فاز جامد و ضریب انتقال حرارت جابجایی بین آن­ها، مقادیر عدد ناسلت متوسط مدل تعادل حرارتی با مدل عدم تعادل حرارتی برابر شده و فرض تعادل حرارتی بین فازهای محیط متخلخل معتبر می­شود.