بررسی اثرات نوسانی ناشی از جریان و بهبود انتقال حرارت حول استوانه ثابت فوق آبگریز

ریزش گردابه یک پدیده نوسانی بوده و زمانی اتفاق می افتد که سیال با سرعت های معینی حول جسم بلاف مانند استوانه عبور کند. این پدیده می تواند منجر به ارتعاش ناشی از گردابه شده و خستگی سازه گردد. در مطالعه حاضر، شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت جابجایی گذرا حول استوانه فوق آبگریز به منظور افزایش ضریب انتقال حرارت و کاهش ضریب برآ و پسا توسط نرم افزار انسیس فلوئنت مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور حل معادلات حاکم از روش حجم محدود مبتنی بر الگوریتم سیمپل استفاده شده است . جهت اعتبارسنجی حل عددی ، ابتدا نتایج عدد نوسلت برای استوانه با شرط عدم لغزش با نتایج مطالعات پیشین مقایسه و صحت سنجی گردید. سپس با اعمال شرط مرزی ناویر برای استوانه آبگریز با استفاده از تابع تعریف شده توسط کاربر (UDF)، نتایج با دادههای عددی موجود در مطالعات پیشین صحت سنجی گردید. شبیه سازی ها برای عدد پرانتل ۷.۰ و اعداد رینولدز و طول لغزشهای مختلف ارائه شده و اثر لغزش سطح استوانه روی ضرایب پسا و برآ، عدد استروهال و ضریب انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است . نتایج نشان می دهد، با آبگریز کردن استوانه در عدد رینولدز ۱۰۰ و طول لغزش ۲.۰، عدد ناسلت با افزایش ۳.۲۱ درصدی و ضریب پسا با کاهش ۲۵.۵۰ درصدی مواجه خواهد بود و ریزش گردابه حول استوانه کاملا سرکوب و کنترل می شود. علاوه بر این توزیع نوسانی عدد ناسلت نیز در این طول لغزش کنترل شده است . همچنین مشاهده می گردد، در رینولدزهای مختلف با افزایش طول لغزش عدد ناسلت افزایش و ضرایب نیرو کاهش خواهند داشت .

کلیدواژه ها:

ریزش گردابه ، استوانه آبگریز ، شرط مرزی ناویر ، انتقال حرارت جابجایی .