بهینه سازی و شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی آزاد داخل محفظه بسته عمودی و پره دار در فلوئنت

2014/09/05 بدون نظر ANSYS FLUENT PORTFOLIO

 امروزه جابجایی طبیعی در محفظه‌های مستطیلی پره‌دار به علت تنوع گسترده‌ای که در کاربردهای مهندسی پیدا کرده مورد بررسی و پژوهش محققان و مهندسان قرارگرفته­است این نوع تکنولوژی در خنک‌سازی تجهیزات برقی وکامپیوترها نقش مهمی دارد. همچنین به دلیل کاربرد در سرمایش قطعات الکترونی تهویه اتاق, ایزوله‌سازی راکتورها وکلکتورهای خورشیدی و رشد کریستال‌ها از پدیده‌های مهم محسوب می‌شود. به عنوان مثال در بسته الکترونی، محرک قوی جریان باعث ایجاد جریان قوی می‌شود که این امر سبب افزایش دما می‌شود در این حالت طراحی محفظه مستطیل با پره‌های مناسب باعث کاهش دما و خنک‌سازی آن می‌شوند و بازدهی را بالاتر می‌رود. تاکنون مطالعات عددی و تجربی بسیاری در مورد جنبه‌های مختلف کاربرد انتقال­گرمایی جابه‌جایی آزاد در محفظه‌ها صورت گرفته است. همچنین توجه محققان زیادی به افزایش نرخ انتقال­گرمای جابه‌جایی آزاد در محظفه‌ها با وجود چشمه‌های­گرمایی روی دیواره‌ی آن جلب شده­است. در این مطالعات تاثیر فضای باله‌ها، طول باله‌ها و ضخامت باله‌ها، هدایت گرمایی باله‌ها و ویژگی‌های جریان سیال به طورآزمایشی یا عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق طرح ضرایب و بهینه‌سازی آرایش هندسی بال برای حداکثر کردن مقدارانتقال گرما و تاثیرگذاری بال‌ها بررسی شده است. هندی‌ها تحقیقات تجربی برای مطالعه تاثیر بال‌های افقی روی میزان انتقال دما در لایه سیال افقی در گسترده عمودی را مورد تحقیق قرار داده‌اند. مقدار انتقال گرما با مقدار تکی از ارتفاع باله و برای محدوده معینی از عدد ریلیو فضای بال گزارش شده است؛ آراکوس و رادی آزمایش‌های عددی برای تحقیق یا هدایت یا جابجایی طبیعی انتقال گرما و ویژگی‌های جریان سیال از لایه سیال افقی با فضای نهایی باله را انجام داد‌ه‌اند. تاثیرات ارتفاع بال، فضا و عدد ریلی بال روی سطوح تاثیرگذار بال در کمترین دامنه محدود عدد ریلی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای آگاهی بهتر جزئیات مطالعه پارامتری آزمایش روی انتقال گرما و ویژگی های جریان سیال با فضای بال افقی و عمودی روی انتقال طبیعی گرما هنوز به صورت باز در متون قابل دسترس نمی‌باشد. بنابراین، اهداف کار برای نمایش تحقیقات آزمایشی قابل درک برای انتقال گرما و ویژگی‌های جریان سیال در لایه‌ عمودی سیال با محفظه بسته محدود همراه صفحه اصلی بال مستطیلی قرار دارد. برای هر محفظه عمودی تاثیر ارتفاع و فضای بال برای محدوده وسیعی از عدد ریلی در نظر گرفته­شده­است. نتایج این مطالعه برای بهینه­سازی هندسی و برای توسعه طرح عملی راهنمایی افزایش تکنیک‌ خنک­سازی منفعل در محفظه بسته با استفاده از فضای تیغه است.

در این تحقیق به منظور بهینه سازی انتقال حرارت در یک محفظه مستطیلی قائم با پرهای مستطیلی شکل تاثیر عدد ریلی، طول پره، فضای پره و تعداد پره‌ها، توزیع سرعت در طول پره ها بر انتقال حرارت جابجایی آزاد شبیه سازی و تحلیل شده است. هدف و تحلیل اصلی در این پژوهش بدست آوردن تغییرات عدد ناسلت برای هر یک از چهار حالت بدون پره، سه پره، پنج پره، هفت پره و حالت نه پره خواهد بود. هندسه مساله مدل سازی شده در این مقاله دارای طول محفظهmm 40 و عرض آنmm  ۵ می باشد. در این راستا ۱۳ حالت مختلف تحلیل و بررسی شده است و برای هر کدام از ۱۳ مدل حل مساله از ۴ عدد ریلی متفاوت استفاده شده است. در این پژوهش میدان جریان و انتقال حرارت دو بعدی می‌باشد. از فرض بوزینک که بر اساس آن تمامی خواص سیال به جز چگالی در ترم شناوری معادله مومنتوم، ثابت در نظر گرفته شده است، استفاده می شود. تنایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد با افزایش طول پره به علت افرایش مساحت، عدد ناسلت برای تعداد پره­های یکسان افزایش پیدا خواهد کرد.

 {jcomments on}

ارسال نظر شما

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Telegram
Telegram
logo-samandehi