شبیه سازی عددی به منظور بررسی انتقال گرمای مزدوج و ضریب اصطکاک در جریان های ضربانی

انتقال گرمای مزدوج جریان ضربانی در سردساز لوله ضربانی با استفاده از روش­های عددی شبیه­سازی شده است. برای حل جریان در لوله از معادلات نویر-استوکس و برای حل میدان دما از معادلات انرژی سیال و جامد به صورت کوپل استفاده شده است. در مقاله حاضر تاثیر ضخامت دیواره جامد، نسبت رسانایی گرمایی جامد به سیال، عدد وومرزلی، دامنه نوسان بی­بعد، رینولدز و پرانتل در انتقال گرما مزدوج در جریان­های ضربانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد با افزایش نسبت ضخامت دیواره به شعاع از δ/Ri=۰.۱۳ تا δ/Ri=۱.۰ مقدار عدد ناسلت ۱۴% افزایش می­یابد. برای دامنه نوسان­های بی­بعد کمتر از یک، ناسلت جریان نوسانی کمتر از جریان پایای یک­طرفه است ولی برای دامنه نوسان­های بی­بعد بزرگتر از یک مقدار ناسلت جریان ضربانی از جریان پایای یک­طرفه بیشتر بوده و با افزایش دامنه نوسان افزایش می­یابد. نسبت ضریب اصطکاک در جریان­های ضربانی به جریان پایای یک­طرفه بیشتر از یک بوده و مقدار این نسبت در دامنه نوسان­های بی­بعد بزرگتر از یک به شدت افزایش می­یابد. افزایش وورمزلی برای دامنه نوسان بی­بعد کمتر از یک سبب کاهش ناسلت می­شود در حالی که برای دامنه نوسان­های بی­بعد بزرگتر از یک، مقدار بهینه­ای وجود دارد که برای دامنه نوسان ۴/۱، ۴/۲ و ۳ مقدار بهینه آن تقریبا ۲۰ است.

Keywords:

جریان ضربانی , انتقال گرمای مزدوج , ضریب اصطکاک , نسبت رسانایی گرمایی جامد به سیال , عدد وومرزلی