بررسی تحلیلی و عددی تاثیر مواد مختلف در ساخت استک سیستم ترمواکوستیک بر اختلاف دمای بین طرفین آن

در این پژوهش تاثیر مواد مختلف رایج در ساخت بخش استک یک سیستم سرمایش ترمواکوستیک، بر میدان دما بین طرفین آن موردبررسی قرار می گیرد و اثر این مواد در انتقال حرارت روی این بخش محاسبه می گردد. تمرکز اصلی این پژوهش، بررسی تاثیر مواد مختلف بر میزان انحراف نتایج (اختلاف دمای طرفین استک) حاصل از روش عددی و روش تحلیلی تئوری ترمواکوستیک کلاسیک در مدل محاسباتی می باشد. روش عددی بکار رفته در این تحقیق یک روش عددی تفاضل محدود صریح می باشد که در قالب یک روش ساده ریاضی تعادل انرژی بر اساس نتایج حاصل از تئوری ترمواکوستیک کلاسیک ارائه می شود. شرایط مرزی و مفروضاتی نیز در جهت ساده تر شدن محاسبات صورت می گیرد. سیال کاری در این آزمایش گاز هلیوم و هندسه استک مشخص و ثابت است. شرایط عملیاتی در بازه اعداد ماخ (۰.۰۴ ≤Ma≤ ۰.۰۸ ) در نظر گرفته می شود. مشاهده می گردد در عدد ماخ ۰۴/۰، میزان انحراف بین نتایج عددی و تئوری خطی مواد میلار، پی وی سی صلب، پلی اتیلن و استیل ضدزنگ ۳۰۴ به ترتیب ۲۵%، ۱۵%، ۱۱% و ۲۱۵% بوده و در عدد ماخ ۰۸/۰، میزان انحراف به ترتیب به ۳۴%، ۲۴%، ۱۳% و ۴۹۰% می رسد که این افزایش اختلاف ناشی از غیرخطی شدن نوسانات دمایی در روی استک به واسطه افزایش عدد ماخ است. ماده میلار در انتقال حرارت بین طرفین صفحه استک مطابق تئوری خطی، عملکرد بهتری دارد و می توان در عدد ماخ ۶/۰ به اختلاف دمای K۲/۷ دست یافت. اختلاف بین نتایج روش های عددی و تئوری برای استک پلی اتیلن با ۱۱% و ۱۳% در ماخ های مختلف همخوانی بهتری دارد.

کلیدواژه ها:

ترمواکوستیک" ، اختلاف دما" ، مواد ، تفاضل محدود" ، " ، عدد ماخ"