تاثیر وجود پره و تغییر نسبت ابعادی بر جابجایی آزاد سیال بین حلقوی‌‌های هم محور

Abstract

در مقاله حاضر، به بررسی عددی اثر وجود پره‌های دندانه‌‌ای بر انتقال حرارت جابجایی آزاد بین حلقوی‌های هم مرکز پرداخته شده است. کانال خارجی در حلقوی‌های مورد بررسی، دایره‌ای بوده و کانال‌های داخلی شامل سه سطح مقطع دایره‌ای، مربعی و مثلثی است. مساحت حلقوی‌ها و همچنین قطر کانال بیرونی حلقوی به عنوان یک قید هندسی در تمامی موارد مورد بررسی در این پژوهش یکسان فرض شده است. مساحت پره‌ها نیزیکسان است و بر روی سطح داخلی قرار گرفته اند تا بتوان اثر آن‌ها را بر خواص گرمایی حلقوی با شرط مرزی دما ثابت روی سطوح آن و در بازه اعداد رایلی بین 105 تا 108 مقایسه نمود. نتایج نشان داد که با افزایش عدد رایلی و در نتیجه سرعت، ضریب انتقال حرارت جابجایی سطوح افزایش پیدا می‌کند. با این وجود، حضور پره‌‌ها مقادیر ضریب انتقال حرارت کانال داخلی را تا حدود 50% کاهش داده در حالیکه این ضریب برای کانال خارجی افزایش می‌یابد. همچنین برای حلقوی دایره‌ای با افزایش عدد رایلی در دو حالت بدون پره و پره‌دار، عدد ناسلت به ترتیب حدود 71 % و 64% افزایش دارد و به‌طور کلی وجود پره‌ها باعث افزایش 13 درصدی نرخ انتقال حرارت نسبت به حالت بدون پره از سطوح حلقوی‌ها شده است.