بررسی عملکرد حرارتی اثر قراردادن تیغه ازجنس فوم فلزی متخلخل در پشت یک پله در جریان داخلی

در این پژوهش استفاده از بافل هایی از جنس فوم فلزی (متخلخل) در یک کانال که دارای یک پله در مسیر جریان است به عنوان یک روش غیرفعال جهت بهبود انتقال حرارت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است علت کاربرد محیط متخلخل، وجود خلل و فرجی است که با افزایش سطح تماس سیال و همچنین افزایش ضریب هدایت حرارتی، انتقال حرارت را بهبود بخشیده و از سوی دیگر با ایجاد افت فشار کمتر نسبت به بافل صلب و ایجاد توازن معقول بین دو پارامتر ضریب انتقال حرارت و افت فشار موجب افزایش عملکرد سامانه خواهد شد . در هندسه انتخابی دیواره فوقانی کانال عایق بوده و دیواره پایین با یک منبع حرارتی از نوع شار ثابت کوپل شده است . تعادل حرارتی شرط حاکم برحل معادله انرژی بوده و برای حل میدان جریان در ناحیه متخلخل از مدل دارسی برینکمن فورچهیمر و از معادله ناویراستوکس به منظور حل میدان جریان آزاد استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که به کارگیری تک بافل مستطیلی روی دیواره پایین در حالتی که درفاصله ۲۰ میلی متری از پله قرارگرفته و عرض و ارتفاع بی بعد آن به ترتیب ۱ و ۱/۴ و عدد دارسی ۱۰(-۴) است، عدد ناسلت متوسط جریان حدود ۶۷ درصد بیشتر ازکانال ساده (بدون بافل) است . با وجود بافل متصل به دیواره پایین، اضافه شدن بافل مربعی روی دیواره بالا در بهترین حالت، ۵۸درصد نسبت به حالت تک بافل و ۷۶ درصد نسبت به حالت بدون بافل انتقال حرارت را بهبود بخشیده است .

Keywords:

بافل متخلخل , انتقال حرارت , تعادل حرارتی , عدد دارسی , عدد ناسلت