مطالعه عددی سه بعدی جریان و انتقال حرارت در کانال موجدار سینوسی

این مقاله ، به بررسی و مطالعه ی جریان سیال و پارامترهای انتقال حرارت در مجرای موجدار سینوسی شکل می پردازد. دینامیک سیالات محاسباتی به عنوان ابزاری برای شبیه سازی کانال های موجدار مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین سه پارامتر بی بعد هندسی تعریف و مورد استفاده قرار می گیرد. این پارامترهای بی بعد عبارتند از: نسبت فاصله ی کانال ها ε = S⁄۲A، نسبت موج γ = ۲A⁄L و نسبت سطح .(α = S/H) رژیم جریان آرام (۱۰۰۰≤ Re ≤۱۰) و همچنین دمای دیواره ثابت فرض می شود. در گام اول، کد محاسباتی عددی در محیط زبان برنامه نویسی C++ نوشته و اعتبار آن مورد امتحان و ارزیابی قرار می گیرد. به منظور حصول اطمینان، بعد از تولید هندسه نتایج حاصل از کد محاسباتی با داده های کار آزمایشگاهی Metwalley's مورد مقایسه قرار می گیرد. بررسی و مقایسه این نتایج حاکی از انطباق قابل قبول نتایج و در نتیجه اعتبار داشتن کد محاسباتی می باشد. در گام بعدی تاثیر هر یک از پارامترهای بی بعد هندسی بر روی پروفایل سرعت ، نحوه ی توزیع دما، ضریب اصطکاک و عدد نوسلت موضعی مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه ی تحقیق ، از پارامتر بی بعد Nu/f به عنوان معیار ارزش دهی به هر یک از حالت های مختلف مبدل های حرارتی موجدار استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که بیشترین مقادیر عدد نوسلت میانگین و ضریب اصطکاک میانگین در محدوده ی ۲≤ Є ≤۵/۰ واقع شده و از سوی دیگر با افزایش نسبت موج𝛾 بیشترین مقادیر نوسلت میانگین و ضریب اصطکاک میانگین در کمترین مقادیر نسبت فاصله ی کانال ها Є اتفاق می افتد.

کلیدواژه ها:

کانال موجدار سینوسی ، انتقال حرارت ، ضریب اصطکاک ، پارامترهای هندسی ، عدد نوسلت