Düşey bir levhadan newtonien olmayan bir akışkana karmaşık yüzey şartlarında doğal konveksiyonla ısı geçişi

ÖZET Kendi başına durgun, bir kuvvet kanunu akışkanın içine yerleştirilmiş düşey bir ısıtılmış levha boyunca karmaşık ısıl sınır şartlarında daimi rejimde doğal konveksiyon laminer sınır tabaka akışı incelenmektedir. Hız ve sıcaklık profillerinin benzeşim çözümleri sınır tabaka için nümerik elde edildi. Akış indeksi ve genelleştirilmiş Prandtl sayısının yüzey kayma gerilmesi ve ısı akısı etkileri belirlendi. Genelleştirilmiş Prandtl sayısının değerleri 10 ile 100 arasında seçildi ve X parametresinin değerleri 0 ve 2 arasında değiştirildi. Nümerik hesaplamalar, n akış indeksinin yakınsaklık sağlandığı 0.8 ile 1.6 değerleri arasında elde edildi. Nümerik çözümde iyi bir hassasiyetin sağlanabilmesi için adım uzunluğu h=0.01 seçildi. Akış indeksinin artmasıyla hız ve sıcaklık profilleri levhaya doğru sıkışmakta, hidrodinamik ve ısıl sınır tabaka kalınlıkları azalmaktadır. Isıl sınır tabaka Prandtl sayısının artmasıyla incelmekte ve hidrodinamik sınır tabaka içine gömülmektedir. Buna göre hız ve sıcaklık profillerinin şiddeti, artan Prandtl sayısı ve X parametresi ile düşmekte, hidrodinamik ve ısıl sınır tabaka kalınlıkları n akış indeksi ile azalmaktadır. ABSTRACT Steady free convection laminar boundary-layer flow subject to mixed thermal boundary conditions along a heated vertical plate immersed in a quiescent power-law fluid is investigated. Similarity solutions are obtained numerically for the boundary-layer velocity and temperature profiles. The effects of flow behavior index and the generalized Prandtl number on the surface shear stress and heat flux are determined. The values of the generalized Prandtl number were taken in the range from 10 to 100 and the values of the parameter X were varied from 0 to 2. The numerical computations were carried out for all possible values of the flow index n and the convergence was obtained for the range from 0.8 to 1.6. Numerical mesh size of h=0.01 was used to insure a good accuracy. Compression of the velocity and temperature profiles toward the wall and a decrease in the hydrodynamic and thermal boundary layer thicknesses with increasing values of the flow behavior index. The velocity and temperature profiles are compressed toward the plate by increasing of flow behavior index, hydrodynamic and thermal boundary layer thicknesses are decreased. Thermal boundary layer thicknesses with increasing values of the Prandtl number and hydrodynamic boundary layer in to be buried. This threshold value of the velocity and temperature profiles decreases with the increasing values of the Prandtl number and parameter X, hydrodynamic and thermal boundary layer thicknesses increase as n decreases. 51