مطالعه عددی اثر زاویه شیب و پارامترهای هندسی فوم فلزی آلومینیومی در انتقال حرارت جابجایی آزاد

در این مقاله بررسی اثر زاویه شیب و پارامترهای هندسی فوم فلزی آلومینیومی در انتقال حرارت جابجایی آزاد به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. انتقال حرارت و جریان سیال در فوم فلزی بر اساس تئوری حجم متوسط با درنظر گرفتن شرط عدم تعادل حرارتی برای معادله انرژی، و معادله غیرخطی دارسی_ برینکمن_فورشیمر برای معادله ممنتوم در ناحیه متخلخل بیان شده است، معادلات میکروسکوپی در ناحیه سیال خالص و معادلات ماکروسکوپی در ناحیه متخلخل حل میشوند. حل عددی معادلات حاکم بر انتقال ممنتوم و انرژی در ناحیه متخلخل و سیال خالص با به کارگیری روش المان محدود صورت گرفته است. در تحلیل حاضر، تاثیر پارامترهای زاویه شیب گرماگیر فوم فلزی، دمای پایه و همچنین پارامترهای هندسی فوم شامل تخلخل، چگالی منفذ و ارتفاع فوم بر عملکرد حرارتی فوم فلزی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی با نتایج تجربی کارهای دیگران تطابق خوبی را نشان میدهد. نتایج عددی نشان داد که فوم فلزی در حالت افقی دارای بیشترین مقدار عدد نوسلت متوسط سطح نسبت به دیگر زاویه ها است و کاهش تخلخل و چگالی منفذ و افزایش ارتفاع فوم فلزی باعث افزایش عدد نوسلت متوسط سطح شده است. همچنین مشخص شد که در فومهای فلزی با ارتفاع بیشتر، تاثیر زاویه شیب بیشتر است.