بررسی ضریب اصطکاک و انتقال حرارت جابجایی در لوله متخلخل با فوم فلزی برپایه مدل دو معادله ای

در این پژوهش، یک راه حل تحلیلی برای جابجایی اجباری کاملا توسعه یافته در لوله ای که به صورت جزئی با فوم فلزی سلول-باز پر شده است ارائه گردیده است. از مدل برینکمن دارسی برای توصیف جریان سیال و از مدل عدم تعادل حرارتی موضعی (LTNE) برای نمایش تبادل انرژی بین فازهای جامد و سیال استفاده شده است. راستی آزمایی مدل با مقایسه با حالات حدی لوله کاملا توخالی و کاملا پر شده انجام و اعتبار آن تایید گردید. بررسی پارامترهای موثر نشان داد که با افزایش شعاع بی بعد سطحی ضریب اصطکاک کاهش می یابد، در حالی که عدد ناسلت با افزایش عدد رینولدز و کاهش نسبت هدایت حرارتی سیال به جامد بهبود می یابد. همچنین یک تخلخل بهینه برای حداکثر شدن عدد ناسلت شناسایی شد. نتایج نشان می دهد که پیکربندی جزئی پر شده می تواند با ایجاد تعادل بین انتقال حرارت و افت فشار، راهکاری موثر برای بهینه سازی عملکرد سیستم های تبادل حرارتی باشد.

Keywords:

ضریب اصطکاک , انتقال حرارت , جابجایی اجباری , لوله , فوم فلزی , مدل دو معادله ای