Heat and mass transfer in composite fluideporous layer Effect of permeability

Abstract

Numerical simulations are conducted for twodimensional steady state double diffusive flow in a composite fluidporous layer Both the temperature and solute gradients are imposed horizontally and the two buoyancy effects can either augment or counteract each other The porous medium is modeled according to the DarcyBrinkman and Forchheimer model and the SIMPLER algorithm based on the finite volume approach is used to solve the pressurevelocity coupling An extensive series of numerical simulations is conducted in the range 10³ Gr 10 10 Da 1 20 N 20 and 1 Le 10 It is shown that the main effect of the presence of the porous layer is to reduce the heat and mass transfer when the permeability is reduced With appropriate combination of Grashof number Lewis number and the buoyancy ratio multiple cell flow patterns are illustrated

نجري في هذا البحث تمثيلا عدديا لسريان انتشار ثنائي مستقر ذو بعدين في طبقة مائع مسامية مركبة ومع الأخذ بتدرج درجة الحرارة والمذاب أفقيا ودراسة أثري الطفو فقد يزيد أو ينقص أحدهما الآخر لقد شكل الوسط المسامي وفقا لنموذج (دراسيبرنكمن وفوركهيمر وخواريزمية SIMPLER) الذي يعتمد على تقريب محددة الحجوم المستخدمة لحل مزدوج السرعةالضغط كما أجريت السلاسل الممتدة للتشابه العددي في المراحل التالية 10³ Gr 10 10 Da 1 20 N 20 and 1 Le 10 ومن الواضح أن التأثير الرئيسي لوجود الطبقة المسامية هو التقليل من انتقال الحرارة والكتلة عندما تقل المساحية مع التوافق المناسب للأرقام (غراشف ولويس ونسبة الطفو) كما قمنا بتوضيح نماذج جريان متعددة الخلايا