بررسی عددی و انتقال حرارتی اثرات کاهش مخروطی سطح مقطع بر جریان تک فازی در مبدل حرارتی صفحه ای راهگاه- میکروکانال

مدلهای تحلیلی گوناگونی برای تخمین افت فشار و انتقال حرارت در چاههای حرارتی ارایه شده و به طور مشخص، میکروکانالها افزایش انتقال حرارت قابل توجهی ، اما با افت فشار بالایی مواجه میشوند مدلی که جهت کاهش افت فشار مطرح شده، چاه حرارتی راهگاه میکروکانال میباشد. در کار حاضر از یک روش جدید معرفیشده توسط اوحدی و همکاران برای مدلسازی عددی جریان سیال و انتقال حرارت در مبدل حرارتی صفحهای راهگاه – میکروکانال و برای هندسههای مختلف کاهش سطح مقطع و رژیمهای جریان متفاوت استفاده شده است. در این روش از یک ایده ترکیبی استفاده شده که در آن پدیدههای انتقال در میکروکانالها با استفاده از فرمول بندی دینامیک سیالات محاسباتی مدل میشوند، در صورتیکه همان پدیدهها در راهگاه، تحت حاکمیت معادلات دیفرانسیل معمولی جریان یکبعدی قرار دارند. مزیت این روش نسبت به روشهای دیگر، محاسبه افت فشار هم در راهگاه و هم در میکروکانالهاست. نتایج تحلیل عددی حاکی از آن است که کاهش سطح مقطع راهگاه با تقعر رو به پایین و برای رینولدزهای بالاتر از 1000 نسبت به سایر هندسه ها و رژیم های جریان از عملکرد بهتری برخوردار است. کاهش نسبی افت فشار، حجم کل و نیز توان پمپاژ مورد نیاز از مزیتهای این هندسه به شمار میآید.

Keywords:

چاه حرارتی , راهگاه- میکروکانال , مبدل حرارتی صفحه ای , دینامیک سیالات محاسباتی , معادلات دیفرانسیل معمولی