مطالعه عددی انتقال حرارت مخلوط آب/ مواد تغییرفاز دهنده احاطه شده با نانوذرات داخل حفره حاوی استوانه چرخان

در مقاله ی حاضر انتقال حرارت داخل حفره ای حاوی مخلوط آب/ مواد تغییرفاز دهنده احاطه شده با نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است. دیواره های سمت چپ و راست به ترتیب گرم و سرد بوده و دیواره های افقی آدیاباتیک فرض شده است. یک استوانه ی چرخان دایروی در مرکز حفره قرار دارد که به صورت ساعتگرد و یا پادساعتگرد می تواند چرخش نماید. معادلات اساسی حاکم به فرم بی بعد از قبیل: پیوستگی، بقاء مومنتوم و بقاء انرژی با استفاده از روش المان محدود و به صورت کوپل با یکدیگر حل شده اند. جهت بررسی صحت نتایج عددی، مقایسه ای با خروجی های دیگران ارایه شده است که نشانگر تطابق بسیار خوب نتایج می باشد. پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه عبارتند از: شعاع بی بعد استوانه (R)، عدد رایلی (Ra)، دمای ذوب بی بعد ماده تغییر فاز دهنده (θfu)، عدد استفان (St) و سرعت زاویه ای بی بعد استوانه چرخان (Ω). طبق نتایج بدست آمده با افزایش شعاع بی بعد استوانه از 1/0=R تا 4/0=R و با 300-= Ω نرخ انتقال حرارت 37/23 درصد افزایش می یابد. از طرف دیگر، در صورت عدم چرخش استوانه و با 4/0R=، نرخ انتقال حرارت نسبت به حفره ی فاقد استوانه، حدود 7/59 درصد کاهش می یابد. که نشان دهنده ی اهمیت چرخش استوانه داخل حفره در افزایش نرخ انتقال حرارت می باشد.