تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت در کانال با تیغه‌های متخلخل

Abstract

در تحقیق حاضر تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت در ناحیه‌ی ورودی و توسعه‌یافته‌ی تناوبی یک کانال با تیغه‌های متخلخل مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای حل میدان جریان در ناحیه‌ی متخلخل از مدل دارسی ـفورکهایمر ـبرینکمن استفاده شده است. تأثیر پارامترهایی از قبیل ارتفاع تیغه، فاصله‌ی بین دو تیغه، عدد رینولدز و نسبت ضریب هدایت حرارتی بر میدان جریان و نرخ انتقال حرارت در دو مقدار از عدد دارسی تیغه‌ی متخلخل بررسی شده است. نتایج حاصله حاکی از آن است که ضریب انتقال حرارت موضعی به‌طور قابل توجهی به تشکیل و تغییرات ناحیه‌ی چرخشی ایجادشده در پشت تیغه‌ها وابسته است، به‌طوری که با انتخاب مناسب تیغه‌ی متخلخل می‌توان ضمن حفظ افزایشِ نرخ انتقال حرارت، ناحیه‌ی چرخشی پشت تیغه‌ها را از بین برد. همچنین نشان داده شده است که در سیالات با عدد پرانتل بالا، عملکرد سیستم از منظر نرخ انتقال حرارت و افت فشار به میزان قابل توجهی بهبود می‌یابد.