بررسی تاثیر هندسه مانع داخل کانال بر انتقال حرارت و جریان سیال به کمک روش عددی

در این مطالعه، جابجایی اجباری جریان آشفته درون کانال های دوبعدی شامل مانع داغ، با اشکال دایره ای و مستطیلی، با تحلیل فرآیند انتقال حرارت ترکیبی مورد بررسی قرار می گیرد. در انتقالحرارت ترکیبی، انتقال حرارت در ناحیه ی سیال با انتقال حرارت در ناحیه ی جامد، همزمان شبیه سازی می شوند. موانع مستطیلی و دایره ای به عنوان پره، جهت دفع حرارت و انتقال آن به جریان سیال، بر روی دیواره پایینی کانال قرارگرفته اند. حرارت از طریق کف داغ مانع، با دمای ثابت وارد می شود. جهت به دست آوردن توزیع سرعت و دما در کانال ، معادلات دوبعدی ناویر استوکس و انرژی به همراه معادلات جریان آشته (مدل استاندارد k-ε ) و همچنین معادله لاپلاس در ناحیه ی جامد بکار گرفته شده و به صورت عددی توسط نرم افزار انسیس فلوئنت حل شده است. علاوه بر تحلیل توزیع عدد ناسلت محلی بر دیواره کانال به عنوان یک پارامتر مهم، برای بررسی بهتر عملکرد مانع، ضریب عملکرد گرمایی برای ارتباط دادن افت فشار جریان و ضریب انتقال حرارت تعریف شده است و بدین ترتیب تاثیر هندسه مانع، به طور موثرتر و کارآمدتری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد که در شرایط در نظر گرفته شده در مقاله حاضر، برای رینولدزهای کمتر از ۱۱۰۰۰ مانع مستطیلی و برای رینولدزهای بیشتر از ۱۱۰۰۰ مانع دایره ای، به طور نسبی دارای ضریب عملکرد بیشتری بوده و در نتیجه عملکرد مناسب تری برای دفع حرارت داشته اند.

Keywords:

مانع داغ , جریان اجباری آشفته , انتقال حرارت ترکیبی , ضریب عملکرد گرمایی