تاثیر محیط متخلخل بر انتقال حرارت و افت فشار در مبدل های لوله سینوسی با جریان آشفته سیال

هدف در پژوهش عددی حاضر، بررسی تاثیر استفاده از محیط متخلخل بر افزایش انتقال حرارت و افت فشار در مبدل های لوله سینوسی با ابعاد مختلف می باشد. معادلات جریان تراکم ناپذیر و پایا در رژیم جریان آشفته برای سیال عامل هوا با استفاده از روش حجم محدود، گسسته شده و با الگوریتم کوپل۱ در نرم افزار فلوئنت حل شده اند. از مدل توربولانسی کا - امگا اس اس تی۲ برای شبیه سازی جریان آشفته و از مدل تعادل گرمایی موضعی در معادله انرژی استفاده شده است. در این بررسی ضریب انتقال حرارت جابه جایی، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد برای سه پارامتر شکل(L^*) برابر با ۱۱، ۱۹ و ۲۵ محاسبه شده اند. پارامتر شکل نسبت طول موج به نصف دامنه سینوسی است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در هر سه پارامتر شکل مورد بررسی، در یک عدد دارسی ثابت، با افزایش ارتفاع ماده ی متخلخل ضریب انتقال حرارت جابه جایی، عددناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد افزایش می یابند. نتایج شبیه سازی نشان داده که اگر پارامتر شکل ۲۵ و عدد دارسی ۲-۱۰ باشد، با افزایش ارتفاع ماده متخلخل معیار ارزیابی عملکرد به بیشترین مقدار خود می رسد. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد در بازه ی عدد دارسی ۵-۱۰ تا ۳-۱۰ بیشترین میزان تغییرات در عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد اتفاق می افتد.

Keywords:

محیط متخلخل , جریان آشفته , مدل تعادل گرمایی موضعی , انتقال حرارت , معیار ارزیابی عملکرد