مقایسه و بررسی عددی اثربخشی خنککاری لایهای در نحوه چیدمان مجموعه سوراخ شکل یافته

به منظور بررسی تاثیر مجموعه سوراخ شکل یافته بر اثربخشی خنککاری لایهای بر روی یک صفحه تخت، مجموعه ۱۴ سوراخ استوانه ای با قطر ۲/۹۷ میلیمتر جایگزین تک سوراخ استوانه ای با قطر ۱۱/۱ میلیمتر گردید، به گونه ای که سطح مقطع خروجی در هر دو حالت برابر می باشد. در این بررسی مقایسه بین دو نوع چیدمان مجموعه سوراخ شکل داده شده چنگالی شکل و پیکان دوتایی انجام شده است. در این شبیه سازی عددی زاویه تزریق جت خنککاری برابر با ۲۵ درجه، نسبت چگالی برابر ۱/۶، نسبت طول به قطر ۴ و نسبت دمش در سه حالت ۰/۵، ۱/۲۵ و ۲ اعمال شده است. برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی حاکم بر جریان سه بعدی که به صورت پایا می باشد از روش حجم کنترل و الگوریتم سیمپل سی استفاده شده و برای مدل سازی جریان آشفته با انتقال حرارت از مدل آشفتگی K-Ɛ استفاده شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که به طور کلی جایگزینی تک سوراخ استوانه ای با مجموعه سوراخ شکل داده شده منجر به افزایش اثربخشی خنک کاری لایهای خط میانی، اثربخشی خنککاری عرضی و میانگین سطحی اثربخشی بر روی صفحه ی تخت شده است به طوری که بیشترین مقدار میانگین سطحی اثربخشی خنک کاری لایه ها در مجموعه سوراخ شکل داده شده پیکان دوتایی در نسبت دمش ۰/۵ رخ داده است که در مقایسه با تک سوراخ استوانه ای و مجموعه سوراخ چنگالی شکل، در همان نسبت دمش و همان زاویه به ترتیب به میزان ۴۰/۷۷ و ۴/۷ درصد بیشتر می باشد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی عددی ، اثربخشی خنک کاری ، خنک کاری لایه ها ، تک سوراخ استوانه ای ، مجموعه سوراخ شکل یافته ، نسبت دمش ، زاویه تزریق