فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مقاله به بررسی عددی و تجربی اثر امواج آلتراسونیک روی نرخ انتقال حرارت با افزایش دامنه­ی موج صوتی پرداخته می­شود. مدلسازی عددی امکان بررسی تأثیر امواج آلتراسونیک را روی توزیع جریان سیال و انتقال حرارت مشخص می­کند. برای این منظور، مخزن به صورت استوانه­ای شبیه­سازی می­شود و گرمکن مارپیچی در ارتفاع ثابت و در سیال قرار می­گیرد. همچنین، ترانسدیوسرهای آلتراسونیک به صورت صفحات دایروی در کف مخزن در نظر گرفته می­شوند. جهت شبیه­سازی انتقال حرارت جابه­جایی، از نرم افزار انسیس فلوئنت استفاده می­شود و مدلسازی در دو مرحله شامل قبل و بعد از اعمال آلتراسونیک صورت می­گیرد. جهت اعتبارسنجی، نتایج عددی برای یک دامنه­ی مشخص با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می­گردد. برای این منظور، در سامانه­ی آزمایشگاهی که از دو استوانه­ی هم محور تشکیل شده، گرمکن مارپیچی در ارتفاع مشخص در سیال آب نگهداری و پنج ترانسدیوسر در کف مخزن چسبانده می­شود. نتایج آزمایشگاهی و عددی نشان می­دهد که ضریب انتقال حرارت جابه­جایی با به کارگیری امواج آلتراسونیک افزایش می­یابد و اختلاف نتایج تقریبا برابر با ۴ درصد است. با افزایش ضریب انتقال حرارت، دمای آزمایشگاهی و عددی سطح گرمکن با به کارگیری امواج آلتراسونیک کاهش می­یابد و نتایج با اختلاف حدود ۵ درصد به هم نزدیک هستند. مقایسه­ی توزیع سرعت و دما که از نتایج عددی حاصل شده، نشان می­دهد که با به کارگیری امواج آلتراسونیک، اختلاط جریان سیال بهتر صورت گرفته و هر چه دامنه موج آلتراسونیک بیشتر باشد، افزایش ضریب انتقال حرارت و در نتیجه کاهش دمای سطح گرمکن بیشتر خواهد شد.