خاطره محرمخانی - کارشناسی ارشد فیزیک دانشگاه بوعلی سینا
محمدحسین توکلی - دانشیار فیزیک دانشگاه بوعلی سینا
فریدون سموات - استادیار فیزیک دانشگاه بوعلی سینا

آگاهی از وضعیت جریان هوا، محصولات احتراق و میزان حرارت منتقل شده به مخزن آب در سیستم های گرمایشی نظیر آبگرمکن-های خانگی از اهمیت ویژهای برخوردار است. با حل عددی جریان سیال در داخل سیستم میتوان به ارزیابی دقیقی از بار حرارتی دستیافت و تصویری از جریان های هوا و آب مخزن ارائه کرد. برای این منظور، هر دو سیال به صورت نیوتنی و تراکمناپذیر، و جریانها دائمیو آرام فرض می شوند. معادلات حاکم عبارت از معادلات پیوستگی، ناویر استوکس و معادله انرژی می باشند. ای ن معادلات در مختصات استوانهای و در دو بعد نوشته شده اند. برای ساده سازی معادلات ذکر شده از تابع جریان Ѱ استفاده شده است. به کمک حل معادلات توسط نرم افزار FlexPDE که جریان های شاره را بر مبنای عناصر متناهی شبیه سازی می کند، می توان توزیع های سرعت، دما و نیز جریان را در داخل محفظه احتراق، لوله تنوره و مخزن آب مشاهده کرد. در این مقاله به طور کیفی به بررسی و مقایسه نتایج مربوط بهکمیته ای ذکر شده در دو حالت سیستم، آبگرمکن دارای کلاهک و بدون کلاهک، پرداخت شده است. مشاهدات بطور کل ی نشان دادهاست که نبود کلاهک سبب می شود که هوای بیرون به داخل لوله تنوره راه یابد و محصولات احتراق سرد شوند. همچنین وجود کلاهکتعدیل در مسیر خروج محصولات احتراق نسبت به حالت بدون کلاهک باعث افزایش مکش حرارت از محفظه احتراق و لوله تنوره شده وهمچنین تاثیر جریان هوای معکوس به داخل لوله تنوره کاهش یابد. نتایج عددی موجود در جدول نیز نشان دهنده آن است که میزانحرارتی که از دهانه خروجی سیستم دارای کلاهک به بیرون راه می یابد نسبت به حالت بدون کلاهک به اندازه 62 % افزایش یافته است .این رقم نشان دهنده اهمیت وجود کلاهک در ساختمان سیستم می باشد. نتایج کمی و کیفی حاصل از شبیه سازی حاکی از سازگاری آن بانتایج تجربی می باشد.

آبگرمکن مخزندار، شبیه سازی، کلاهک تعدیل، جریان سیال