شبیه سازی عددی جریان سیال عامل در استوانه متخلخل یک بعدی به منظور بررسی خنک کاری تعریقی

در این بررسی با استفاده از معادلات ناویراستوکس از دو روش صریح و ضمنی به حل معادلات درون یک استوانه یک بعدی متخلخل توخالی پرداخته شده است. از آنجاییکه نتایج این دو مدل مشابه هم بدست میآید، در ادامه محاسبات از روش صریح تغییرات پارامترهایی مانند، فشار، چگالی، سرعت و دما در دو حالت جریان تراکم پذیر و تراکم ناپذیر در محیط متخلخل بدست آورده شده است. نتایج نشان میدهد که با توجه به محدوده پایین نرخ جریان جرم و ضخامت نمونه متخلخل، سرعت جریان بسیار پایین است و جریان آرام است، بنابراین جریان تراکم پذیر ضعیف است و تغییرات دما در هر دو مدل مشابه همدیگر است. همچنین نشان داده شده است که با افزایش نرخ جریان جرم، اثر خنک کاری تعریقی درون نمونه متخلخل بهتر مشاهده میشود و دما در مرز داغ کاهش مییابد، از طرفی با افزایش نرخ جریان خنککننده، مقادیر شار حرارتی در صفحه داغ افزایش و مقادیر آن در نزدیکی صفحه سرد کاهش مییابد، که ناشی از اثر بخشی جریان خنک کننده از طریق نمونه متخلخل میباشد. در نهایت با بررسی چند نمونه گاز برای خنک کاری نشان داده شده است که بین گازهای بررسی شده هیدروژن بهترین خنک کاری و آرگون کمترین اثر خنک کاری را دارد.

Keywords:

خنک کاری تعریقی , استوانه یک بعددی , محیط متخلخل , معدادلات ناویراستوکس