بررسی تجربی انتقال حرارت و کارایی پره سهموی در شار حرارتی، سرعت جریان و زوایای پره مختلف

در این پژوهش تاثیر عواملی مانند سرعت و دمای جریان خنک کننده، شار حرارتی و زاویه قرارگیری پره بر میزان انتقال حرارت بررسی شده است. برای این منظور از پره ی سهموی مقعر با زوایای ۰، ۴۵ و ۹۰ درجه نسبت به جریان خنک کننده (هوا)، سرعت جریان (بین ۱ تا ۵/۲ متر بر ثانیه) و شار حرارتی ۵/۱۸ و ۶/۴ کیلووات بر متر مربع استفاده شده است. به دلیل رسانایی حرارتی بالا، جنس پره از فلز آلومینیوم انتخاب گردیده است. نتایج نشان داد که نوک تیز و انحنای پره سهموی علاوه بر کاهش وزن و حجم پره سهموی نسبت به پره مثلثی، موجب بهبود یکنواختی جریان و افزایش سطح تماس حرارتی و در نتیجه کاهش افت فشار و تنش های حرارتی و افزایش طول عمر پره می گردد. انتهای بسیار تیز پره سهموی باعث کاهش پدیده های گردابی و تغییرات ضریب انتقال حرارت شده و با افزایش سرعت جریان، میانگین ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین تغییر زاویه بین جریان سیال و امتداد پره تاثیر چندانی بر کارایی پره ها نداشته و افت فشار تنها به سرعت جریان وابسته است؛ به طوری که کمترین افت فشار در زاویه برخورد صفر درجه مشاهده شد. افزایش سرعت جریان به طور قابل توجهی منجر به افزایش افت فشار می شود، در حالی که تغییر زاویه پره و شار حرارتی تاثیرات کمتری بر افت فشار دارند. در زاویه برخورد صفر درجه، به دلیل کاهش مقاومت سطح مقطع پره در برابر جریان، کمترین میزان افت فشار مشاهده شد.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت پره ، هندسه سهموی ، زاویه جریان ، مطالعه آزمایشگاهی