بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی میکرو مبادله‌کن مایع-گاز با اشکال دیواره کسینوسی و ایرفویل NACA0012 با کاهش رسوب‌گیری | ||
| مکانیک سیالات و آیرودینامیک | ||
| مقاله 8، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 35، شهریور 1404، صفحه 105-122 اصل مقاله (1.86 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| محسن رستمی1؛ احمدرضا رحمتی2؛ امیرحمزه فرج الهی* 3؛ جواد دلدارشیخی2 | ||
| 1استادیار، دانشگاه امام علی(ع)، تهران، ایران | ||
| 2کارشناسی ارشد، دانشگاه امام علی(ع)، تهران، ایران | ||
| 3دانشیار، دانشگاه امام علی(ع)، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| امروزه اهمیت استفاده از ابعاد ریز مانند میکرو و نانو روزبه‌روز بیشتر شده و یکی از مزایای کاربرد ابعاد میکرو کاهش وزن کلی رادیاتور و نیز رسیدن نرخ تبادل حرارت بیشتر به نسبت ابعاد رایج در صنایع با فرایندهای خنک کاری به‌خصوص در تبادل حرارتی سیالات مایع و گاز است. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی پارامترهای مهم بی‌بعد جریان سیال مثل ضریب اصطکاک و عدد ناسلت است که در دبی‌ها و هندسه‌های مختلف با یکدیگر مقایسه و در آخر هندسه با بهترین عملکرد حرارتی معرفی می‌شود. یکی از راهکارهای افزایش عملکرد انتقال حرارتی در میکرو کانال‌ها، هندسه‌های جدید است که از میکرو کانال موجی شکل کسینوسی استفاده شد و جهت بهبود انتقال حرارت پارامترهای هندسی نظیر طول‌موج، دامنه موج و ارتفاع دهانه بررسی و سپس این هندسه بهبودیافته با دیواره ناهم‌سو با دو هندسه مواج دیواره همسو و دیواره با هندسه ایرفویل NACA0012 مقایسه شد. جهت انجام تحقیق ابتدا با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌ساز کنیا هندسه‌های مختلف پژوهش رسم و سپس توسط نرم‌افزار فلوئنت با روش‌های حل عددی و استفاده از معادلات بقای جرم و مومنتوم و انرژی تحلیل می‌شوند. فرضیات مورداستفاده، جریان پایا و آرام و تراکم ناپذیر برای دسته معادلات است. ابعاد میکرو کانال پژوهش 0/3*20*310 میلی‌متر مکعب است. همچنین آب در دبی‌های مختلف از 1/5 تا 9 مترمکعب بر ساعت به‌صورت شرط مرزی معادل سرعت واردشده و به محیط با شرایط مرزی خروجی فشار خارج می‌گردد و دیواره‌ها نیز شرط عدم لغزش سیال و انتقال حرارت جابجایی را از هوای سرد 300 کلوین اطراف تجربه می‌کنند. در رادیاتورهای با کانال‌های مواج میکرو در پژوهش حاضر به بهبود انتقال حرارت 200 تا 350 درصدی نسبت به ابعاد مینی کانال و نیز کاهش وزن 58 درصدی نسبت به رادیاتور مرجع پژوهش رسیده شد. مشاهده شد هندسه با دیواره ایرفویل 33 درصد بهبود حرارتی نسبت به هندسه دیواره همسو و 49 درصد بهبود عملکرد مکانیک سیالاتی نسبت به مواج ناهم‌سو داشت. همچنین جهت مطالعه رسوب‌گیری با مقایسه سرعت متوسط در فاصله 150 میکرومتری نزدیک دیواره میکرو کانال مشاهده شد که 6/6 برابر بیشتر از دیواره مینی کانال بود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| میکرو مبادله‌کن گرما؛ بهبود عملکرد؛ دیواره‌های مواج؛ دیواره‌های ایرفویل؛ رسوب‌گیری | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 333 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 45 |
||