Convective heat transfer of power-law fluid in a cavity with a heat source of time-dependent volumetric heat generation
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2019-4-44-50Keywords:
natural convection, power-law fluid, local heat source of variable volumetric heat generationAbstract
Numerical analysis of transient natural convection of non-Newtonian fluid in an enclosure with a local heat source of variable volumetric heat generation is carried out. The power-law fluid model of Ostwald-De-Waele is used for description of the non-Newtonian fluid behavior. The governing partial differential equations have been formulated in dimensionless variables «stream function–vorticity». The obtained boundary-value problem of mathematical physics has been solved numerically by the finite difference method using the uniform mesh. Investigations have been conducted in a wide range of the fluid power-law index and oscillation frequency of the heat source volumetric heat generation. Distributions of streamlines and isotherms as well as average Nusselt number at heater surface and average temperature within the heater illustrating the effects of the governing parameters on the fluid flow and heat transfer have been obtained.References
Yigit S., Battu M., Turan O., Chakraborty N. Free convection of power-law fluids in enclosures with partially heating from bottom and symmetrical cooling from sides. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019, vol. 145, 118782.
Rodriguez-Nunez K., Tabilo E., Moraga N. O. Conjugate unsteady natural heat convection of air and non-Newtonian fluid in thick walled cylindri-cal enclosure partially filled with a porous media. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2019, vol. 108, 104304.
Wilkinson W. L. Non-Newtonian fluids. Fluid mechanics, mixing and heat transfer. London: Pergamon Press, 1960, 138 p.
Zhou E., Bayazitoglu Y. Developing laminar natural convection of power law fluids in vertical open ended channel. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019, vol. 128, pp. 354–362.
Alloui Z., Vasseur P. Natural convection of Carreau–Yasuda non-Newtonian fluids in a vertical cavity heated from the sides. International Jour-nal of Heat and Mass Transfer. 2015, vol. 84, pp. 912–924.
Gangawane K. M., Manikandan B. Laminar natural convection characteristics in an enclosure with heated hexagonal block for non-Newtonian power law fluids. Chinese Journal of Chemical Engineer-ing. 2017, vol. 25, pp. 555–571.
Kefayati Gh. R. Simulation of magnetic field effect on natural convection of non-Newtonian power-law fluids in a sinusoidal heated cavity using FDLBM. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2014, vol. 53, pp. 139–153.
Matin M. H., Khan W. A. Laminar natural convection of non-Newtonian power-law fluids between concentric circular cylinders. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2013, vol. 43, pp. 112–121.
Lyubimov D. V., Perminov A. V. Motion of a thin oblique layer of a pseudoplastic fluid. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2002, vol. 75, pp. 920–924.
Lyubimov D. V., Perminov A. V. Stability of steady-state non-Newtonian fluid layer flow. Fluid Dynamics. 2012, vol. 47, pp. 694–701.
Lyubimov D. V., Perminov A. V. Ustoichivost stacionarnogo ploskoparallelnogo techeniya psevdoplastichnoi zhidkosti v ploskom vertikalnom sloe. Computational Continuum Mechanics, 2014, vol. 7, no 3, pp. 270–278 (In Russian).
Khezzar L., Siginer D., Vinogarov I. Natural convection of power law fluids in inclined cavities. International Journal of Thermal Sciences, 2012, vol. 53, pp. 8–17.
Paskonov V. M., Polezhaev V. I., Chudov L. A. Chislennoe modelirovanie processov teplo- i massoobmena. Мoscow: Nauka, 1984, 288 p. (In Russian).
Loenko D. S., Shenoy A., Sheremet M. A. Natural convection of non-Newtonian power-law fluid in a square cavity with a heat-generating element. Energies, 2019, vol. 12, 2149.
Mikhailenko S. A., Sheremet M. A. Simulation of convective heat transfer inside a rotating enclosure with a local heat source. Bulletin of Perm University. Physics, 2017, no 1, pp. 19–25. (In Russian).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
