Periodic mixed convection in horizontal porous layer heated from below by isoflux heater

Abstract

تمت دراسة عددية لمسألة الحمل الحراري المزدوج غير المستقر في طبقة أفقية ثنائية البعد ومسامية تسخن من الأسفل بمصدر ثابت الفيض الحراري وقد تم عرض المجال الحراري، مجال الجريان ومعدل رقم نسلت اللحظي لمدى واسع لرقم بكلت للحالة الخاصة برقم رايلي Ra 100 ونسبة طول المصدر الحراري لسماكة الطبقة المسامية 5 3 1 (A) وجد أن انتقال الحرارة يتم بالحمل الحر عندما يكون رقم بكلت صغيرا و A 5 A 3 بينما عندما يكون رقم بكلت كبيرا فإن الحمل القسري هو الذي يسود وعندما يكون رقم بكلت متوسطا، لوحظ انتقال الحرارة بالحمل المزدوج والمتذبذب مع الزمن حيث وجد تغيير تكراري لقيم رقم نسلت مع الزمن وفي حالة تساوي طول المصدر الحراري لسماكة الطبقة السمامية (A 1)، فإن النتائج تشير إلى حدوث الحالة المستقرة لانتقال الحرارة عندما يكون رقم بكلت بالمدى Pe 0110

Numerical study for transient mixed convection in a twodimensional horizontal porous layer heated from below by a constant heat flux source is carried out in the present paper The transient thermal field flow field and average Nusselt number are presented for a wide range of the Péclet number Pe for the particular case of Rayleigh number Ra 102 and the ratio of heater length to the porous layer thickness A 1 3 and 5 It is found that for A 3 and A 5 with small values of the Péclet number the free convection mode is dominated while for large values of the Péclet number the forced convection mode is dominated However for moderate values the oscillatory mixed convection is observed and a periodic variation of the average Nusselt number is obtained When the heater length is equal to the porous layer thickness (A 1) the steadystate results are obtained for the range of Pe 01 – 10