مطالعه عددی و آماری کارایی چاه گرمایی استوانه ای با مینی کانال های منقطع و تولید کننده ورتکس پیچشی
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران.
2 کارشناسی ارشد، ، گروه مهندسی مکانیک، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران.
doi
10.22044/jsfm.2025.14607.3864چکیده
در مطالعه حاضر، ویژگیهای جریان سیال و انتقال گرما جریان آب در یک چاه گرمایی استوانهای با مینی کانالهای منقطع و تولید کننده ورتکس پیچشی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعه بر تعیین فاکتورهای تاثیرگذار طراحی و سطح های بهینه آنها تمرکز دارد. فاکتورهای طراحی در چهار سطح شامل زاویه تولید کننده ورتکس، زاویه پیچش تولید کننده ورتکس ، عدد رینولدز و فاصله تولید کننده های ورتکس از ابتدای بخش منقطع مینی کانال انتخاب شدند. پارامترهای خروجی در این مطالعه شامل عدد ناسلت، ضریب اصطکاک فنینگ و ضریب کارایی گرمایی کل است. برای بررسی تأثیر فاکتورهای طراحی بر پارامترهای خروجی، از روش آماری تاگوچی با آرایههای متعامد L16 و آنالیز واریانس استفاده شد. نتایج نشان داد که زاویه تولید کننده ورتکس ، عدد رینولدز و فاصله تولید کننده های ورتکس، نقش حیاتی با نسبت سهم به ترتیب 61.59%، 11.89% و 19.22% در ضریب کارایی گرمایی کل دارند. زاویه پیچش تولید کننده ورتکس، سهم کمی در پارامترهای خروجی دارد. مدل بهینه شده برای عدد ناسلت، ضریب اصطکاک فنینگ و ضریب کارایی گرمایی کل نسبت به مدل اصلی به ترتیب 100%، 16.8% و 94% بهبود یافته است.