تحلیل عددی انتقال حرارت جریان آشفته رفت و برگشتی در مبدل حرارتی موتور استرلینگ

تحلیل جریان رفت و برگشتی به دلیل ماهیت متفاوت آن نسبت به جریان یک جهته، دارای اهمیت است. یکی از کاربردهای مهم جریان رفت و برگشتی، در مبدل موتور استرلینگ است. در این پژوهش، تحلیل عددی سه بعدی جریان رفت و برگشتی در مبدل موتور استرلینگ در بازه وسیعی از دامنه بالای نوسانات جابجایی سیال (100-20) و فرکانس های بالا (130-30 هرتز) و فشار کاری سیال (11/5-5/25 بار) انجام شده است. جریان در این مبدل، تراکم پذیر و آشفته در نظر گرفته شده، ضمن بررسی خصوصیات جریان و تاثیر آن بر انتقال حرارت در مبدل، اثر تغییر فرکانس، دامنه جابجایی سیال، فشار کاری و نوع سیال جهت بهبود انتقال حرارت بررسی شده است. با این تغییرات مشخص شد که افزایش فرکانس نوسان سیال، افزایش فشار سیال و افزایش جابجایی بی بعد سیال، موجب بهبود انتقال حرارت در مبدل موتور می شود. نتایج نشان می دهد که افزایش هشتاد درصدی در جابجایی بی بعد سیال، فرکانس نوسانی سیال و فشار کاری سیال به ترتیب به میزان 14، 9 و20 درصد، عدد ناسلت متوسط را افزایش می دهد. مشخص می شود که با جایگزینی گاز هیدروژن به جای هلیوم، 48 درصد به عدد ناسلت متوسط افزوده می شود.

کلیدواژه ها:

مدل سازی عددی ، جریان رفت و برگشتی ، انتقال حرارت ، موتور استرلینگ