بدست آوردن رابطه ای برای جابجایی آزاد از سطح خارجی استوانه عمودی با پره های طولی

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی طبیعی با جریان آرام از سطح خارجی یک استوانه ضخیم عمودی با پره های طولی به هوای اطراف مورد مطالعه قرارگرفته است. بدین منظور نرخ انتقال حرارت در حالات مختلف با تغییر تعداد و طول پره ها به روش عددی محاسبه شد که نشان داد که انتقال حرارت با تعداد و طول پره ها تقریبا به صورت خطی تغییر می کند. همچنین محاسبه عدد ناسلت در طول جدار مخزن نشان داد که این کمیت با توان یک سوم عدد رایلی متناسب است. بر اساس داده های بدست آمده، رابطه ای برای عدد ناسلت متوسط بر حسب تعداد و طول پره ها و عدد رایلی بدست آمده است. مقایسه نتایج بدست آمده از این رابطه با نتایج محاسباتی نشان دهنده دقت بالای رابطه بدست آمده است. به منظور تائید اعتبار مدل های عددی از دو روش استفاده شد: در روش اول یک مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد و پس از اندازه گیری دما و سرعت در نقاط مختلف، این مقادیر با مقادیر حاصل از شبیه سازی مقایسه شدند. همچنین برای اطمینان بیشتر، نتایج آزمایشگاهی سایر محققان با نتایج عددی بدست آمده مورد مقایسه قرار گرفت. جهت محاسبه جریان سیال و انتقال حرارت با استفاده از نرم افزار فلوئنت و تولید و طراحی شبکه توسط نرم افزار انسیس انجام گرفت. در محاسبات برای سهولت کار تنها از یک چهارم مدل متقارن استفاده شد و از الگوریتم سیمپل برای کوپل فشار و سرعت استفاده شد.

Keywords:

انتقال حرارت , جابجایی طبیعی , استوانه عمودی پرهدار , دبیهسازی عددی , بررسی تجربی