المستخلص
نظرا للنمو الكبير والمستمر في معدلات استهلاك الطاقة وتزايد ندرة إمداداتها التقليدية وارتفاع أسعارها وبسبب التطور الصناعي الذي حدث بعد الثورة الصناعية في منتصف القرن الماضي ، تعتبر أزمة الطاقة من المشاكل التي تواجه العالم بسبب استخدامها في معظم متطلبات الحياة. لذلك يحاول الباحثون التوجه نحو الطاقة المستدامة و تحسين أداء أنظمة التبادل الحراري لتقليل معدلات استهلاك الطاقة.
تعتبر الحاويات المملوءة بالسوائل أنظمة لها تأثير فعال على زيادة أداء الانظمة المراد تبريدها ، وهذا يؤدي إلى تقليل استهلاك الطاقة وبالتالي تقليل الوقت والتكلفة. لذلك ، لجأ العديد من الباحثين إلى تحسين نقل الحرارة من خلال العبوات للوصول إلى الحمل الحراري الحر الأمثل ، من خلال العديد من الأنشطة والإضافات.
ركز هذا العمل على الدراسة العددية باستخدام Ansys-R2-2020 لتحسين انتقال الحرارة داخل حاوية مربعة مملؤة بالماء النقي مشبع بوسط مسامي، تكون درجة حرارة الجدران الجانبية والعلوي للحاوية ثابتة (Tc=25˚C) ودرجة حرارة الجدار السفلي متغيرة (Th=35,45,55,65,75,85) مقاسة برقم رايلي Ra اللابعدي.
تم دراسة تاثير شكل الموجة للجدار السفلي (دائرية-مربعة-مثلثة-نصف دائرة للاعلى-نصف دائرة للاسفل)، كذلك تم دراسة تاثر عدد الموجات (N) ونسبة ارتفاع الموجة الى عرضها (L) وتحقق افضل انتقال للحرارة عند N=4 و L=1.25.
قمنا بدراسة تاثير تدوير الشكل حيث تم تدويره بعدة زوايا وحققت الزاوية (θ=0˚) افضل انتقال للحرارة، أيضا تم اختبار مقدار واتجاه شدة المجال المغناطيسي على تحسين انتقال الحرارة لارقام هارتمان المختلفة حيث تحقق افضل تحسين لانتقال الحرارة عند Ha=600 وزاوية اتجاه المجال المغناطيسي ɤ=45˚ .
تم دراسة تاثير درجة حرارة الجدران الجانبية لعدد من المقادير بالإضافة الى ذلك قمنا بدراسة تاثير قيمة المسامية لثلاث قيم =0.85, 0.9, 0.95)ɛ) وتحقق افضل تحسن في انتقال الحرارة عند Tc=0˚C وكذلك عند اقل قيمة للمسامية.
قمنا باجراء تحسين إضافي لتعزيز انتقال الحرارة باستخدام برنامج Design Expert-V12 للحصول على الحمل الحراري الأمثل لهذه الدراسة .
تضاعفت قيمة معامل انتقال الحرارة بمقدار2.5 مرة وكذلك تضاعف معدل انتقال الحراة بمقدار 8.5 مرة عند استخدام المعلمات الاتية (الموجة الدائرية ɛ=0.85- Tc=0˚C –ɤ=45˚- Ha=600 – θ=0˚- N=4 – L=1.25) وبهذا تحقق الهدف الرئيسي لهذه الدراسة وهو تحقيق الحمل الأمثل لانتقال الحرارة داخل حاوية مسامية مموجة بموجة دائرية مملؤة بالماء النقي المشبع بوسط مسامي.
