مطالعه عددی اثر موقعیت فین بر انتقال حرارت جابجایی اجباری درون یک کانال در حالت جریان آشفته

Abstract

یکی از روش‌های موثر برای انتقال حرارت، استفاده از فین‌ها می‌باشد. در این پژوهش، اثر پنج هندسه مختلف فین بر انتقال حرارت جابجایی اجباری جریان آشفته درون یک کانال شیبدار به صورت عددی بررسی شده است. معادلات حاکم بر حرکت سیال و انتقال حرارت، به وسیله روش حجم محدود گسسته و حل شده اند. هچنین برای ارتباط سرعت و فشار از روش سیمپل استفاده شده است. مدل‌سازی جریان آشفته با استفاده از مدل آشفتگی صورت گرفت. ابتدا استقلال حل عددی از شبکه محاسباتی و اعتبارسنجی نتایج عددی در مقایسه با نتایج تجربی و عددی سایر پژوهشگان، مقایسه شد. سپس هندسه‌های در نظر گرفته شده برای فین شامل، مثلث با زوایای مختلف، ذوزنقه، مربع و مستطیل مورد بررسی قرار گرفت. برای این هندسه‌ها، نتایج عددی برای بردار سرعت، فشار، دمای سیال ارائه شده است. در انتها نتایج انتقال حرارت با تحلیل عدد ناسلت مطالعه شده و مقایسه‌ای میان هندسه‌های مختلف انجام شده است. مشاهده شد فین مثلثی با زاویه 60 نسبت به فین 90 درجه ناسلت بیشتری داشته و در مجموع نیز فین‌های ذوزنقه‌ای بیشترین مقدار ناسلت را نسبت به سایر فین‌ها داشته است.همچنین مشاهده شد ماکزیمم ضریب فشار را فین مثلثی با زاویه 60 درجه دارد و افت فشار ناشی از فین در مربع و ذوزنقه بیشترین مقدار را دارا می‌باشد.