شبیه سازی عددی جریان و تحلیل حرارتی جت آب آشفته برخوردی روی یک سطح استوانه ای شکل و مقایسه عملکرد مدل های اغتشاشی

در این مقاله، برخورد جت آب به یک سطح منحنی استوانه ای شکل در حالت سه بعدی، دوفازی و آشفته شبیه سازی شده و نرخ انتقال حرارت با سطح تعیین گردیده است. برای حل میدان جریان از روش حجم سیال و گسسته سازی کوییک برای جملات جابجایی و برای مدل سازی آشفتگی، پس از بررسی و مقایسه بین چند روش، از مدل تنش های رینولدز برای پیش بینی رفتار جریان استفاده شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش ۲۰ درصدی سرعت جت برخوردی، عدد ناسلت ۱۸.۵ درصد افزایش یافت. در بررسی تاثیر قطر نازل مشاهده شد که افزایش آن از ۰.۷ به ۱ میلی متر، افزایشی در حدود ۷۷ درصد در عدد ناسلت را بهمراه دارد. همچنین در بررسی اثر فاصله ی برخورد نازل جت تا سطح مشخص شد که کاهش این فاصله از ۳ به ۱ میلی متر می تواند سبب افزایش ۳۴.۵ درصدی عدد ناسلت گردد. بیشترین نرخ انتقال حرارت در نقطه ی برخورد مشاهده شد و با حرکت جریان پیرامون استوانه، به دلیل کاهش گرادیان دما، نرخ تبادل حرارت نیز کاهش می یابد. با توجه به نتایج حاصله، عدد رینولدز و قطر نازل دو پارامتر بسیار تاثیر گذار بر ویژگی های انتقال حرارتی جریان جت برخوردی آشفته هستند.

کلیدواژه ها:

جت آب برخوردی ، سطح استوانه ای شکل ، جریان آشفته ، مدل تنش های رینولدز ، روش حجم سیال.