اثر نسبت ابعادی یک چهار گوش بر عدد اشتروهال و تاثیر آن در تحریک ضریب انتقال گرما از صفحه تخت مجاور آن

یک مانع با مقطع چهار گوش در مسیر جریان آزاد قرار داده می شود و تاثیر نسبت ابعادی چهار گوش در شکل گیری و تعداد گردابه های رها شده از انتهای مانع بر حسب تغییرات نسبت ابعادی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. سپس مقطع مستطیلی به سمت یک صفحه تخت که با جریان اصلی در حال تبادل گرماست حرکت داده می شود و ضمن نزدیک شدن به لایه مرزی مغشوش روی صفحه اثر نسبت ابعادی و فاصله از صفحه تخت بر ضریب انتقال گرما از صفحه تخت و تاثیر لایه مرزی بر شکل گیری گردابه ها و عدد اشتروهال بررسی می شود. برای شبیه سازی جریان مغشوش از مدل اصلاح شده و گسسته سازی معادلات جریان از تقریب سه جمله ای کوئیک و روش حجم محدود استفاده شده است. عدد رینولدز برای چهارگوش با استفاده از مشخصه طولی چهار گوش (حدود ۵۰۰۰)، معادلات جریان در شکل گذرا و در دستگاه مختصات کارتزین دو بعدی، تراکم ناپذیر بررسی می شوند. نتایج نشان می دهند که تغییرات عدد اشتروهال تا زمانی که جسم خارج از لایه مرزی قرار دارد به صورت پله ای تابعی از تغییرات نسبت ابعادی جسم است. با نزدیک شدن مقطع به دیواره، عدد اشتروهال به سمت صفر میل کرده و خاصیت رهایی تناوبی گردابه به حضور دائمی یک گردابه و فقط با نوسانات ابعادی، تبدیل می شود. ملاحظه می شود که نزدیک شدن مقطع به صفحه تخت موجب افزایش ضریب انتقال گرمای متوسط تا ۵۰% و افزایش ضریب انتقال گرمای موضعی تا ۲۰۰% می شود.

Keywords:

Rectangular rod , Vortex shedding , Strouhal number , Heat transfer enhancement , Quick scheme , مانع مستطیلی , نسبت ابعادی , عدد اشتروهال , رهایی گردابه , روش کوئیک