بررسی عددی و تحلیلی انتقال حرارت جابجایی اجباری در لوله نیمه پر شده با فوم فلزی با استفاده از مدل دو معادله ای

در این مطالعه، یک راه حل تحلیلی برای جابجایی اجباری کاملا توسعه یافته در یک لوله که تا حدی با فوم های فلزی سلول باز پر شده است ارائه شده است. در منطقه فوم، مدل جریان برینکمن برای توصیف انتقال سیال استفاده می شود، و مدل غیرتعادلی حرارتی محلی برای نشان دادن تبادل انرژی سیال جامد اتخاذ شده است. در سطح مشترک فوم سیال، شرایط جفت سطحی برای دما پیشنهاد شده و برای استخراج محلول تحلیلی استفاده می شود. پروفیل های سرعت و دما از این راه حل به دست می آیند و عبارات صریح برای ضریب اصطکاک و عدد ناسلت به دست می آیند. یک مطالعه پارامتری برای مطالعه تاثیر عوامل مختلف بر مقاومت جریان و عملکرد انتقال حرارت انجام شده است. نتایج حاصل نشان داد ضریب اصطکاک با افزایش تخلخل کاهش می یابد، و تخلخل بهینه ای وجود دارد که می تواند عدد ناسلت را به حداکثر برساند. برعکس، ضریب اصطکاک با افزایش چگالی منافذ افزایش می یابد. علاوه بر این، عدد Nu برای چگالی منافذ کوچک به شدت کاهش می یابد و به تدریج به یک مقدار خاص برای چگالی منافذ بزرگ کاهش می یابد. راه حل تحلیلی و عددی حاضر معیاری را برای کارهای مشابه در آینده ایجاد می کند.