بررسی میزان اصطکاک و انتقال حرارت در سازه های کانالی شکل با هندسه پله به روش عددی

مطالعه انجام شده به بررسی میزان افت انرژی اطراف یک پله پس رونده 1 در داخل سازه های کانالی شکل می پردازد.در یک جریان آرام با جابجایی اجباری در اثر دو عامل اصطکاک جریان سیال و انتقال حرارت، مقداری اتلاف انرژی درداخل کانال به وجود می آید. اصطکاک جریان در اثر وجود مشتقات سرعت و انتقال حرارت در اثر اختلاف دمای سیال ورودی و دمای دیواره های کانال )که ثابت فرض شده است( ایجاد می شود. جهت به دست آوردن میدان های سرعت ودما، معادلات مومنتوم و انرژی به صورت عددی حل می گردند. برای حل معادلات حاکم از سیستم مختصات کارتزین دوبعدی استفاده می شود، جریان در داخل پله با استفاده از روش بلوک شده 2 مورد تحلیل قرار می گیرد و با استفاده از فرض ویسکوزیته بسیار بالا در ناحیه داخل پله، سرعت نقاط موجود در این ناحیه)ناحیه غیر فعال( به سمت صفر میلداده می شود، در حالیکه شرط عدم لغزش بر روی مرزهای واقعی نیز حاکم است. معادلات جداسازی شده حاکم در صفحه x-y با استفاده از روش حجم محدود به دست می آیند و با به کاربردن الگوریتم سیمپل 3 حل می شوند. بااستفاده از مقادیر عددی سرعت و دما، عباراتی جهت به دست آوردن ضریب اصطکاک، عدد نوسلت و عدد تولید انتروپیکه تنها نماینده میزان افت انرژی می باشد، استخراج می گردد. نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی برای ضریب اصطکاک، عدد نوسلت، عدد تولید انتروپی و ویژگی های دیگر سیال ارائه می شود. تاثیرات عدد رینولدز به عنوان یک پارامتر اصلی بر روی میزان افت انرژی به صورت کامل بررسی می گردد

Keywords:

افت انرژی , پله پس رونده , روش بلوک شده , روش حجم محدود , الگوریتم سیمپل