بررسی عددی تأثیر جدار الاستیک بر انتقال گرما در برهم کنش شاره-جامد حول استوانه محصور در کانال

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد، مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22044/jsfm.2022.11303.3485
چکیده

در این پژوهش تأثیر برهم کنش شاره-جامد برای جریان همرفت اجباری حول استوانه دایروی محصور در کانال دوبعدی با جریان تراکم ناپذیر بررسی‌شده است. تمامی سطوح کانال عایق می‌باشد و استوانه در دمای ثابت با جریان عبوری سرد، تبادل گرما دارد. سطح پایینی این کانال صلب می‌باشد اما قسمتی از سطح بالایی الاستیک می‌باشد. با عبور جریان از اطراف استوانه گرم و نوسان جدار الاستیک، آهنگ انتقال گرما در هر لحظه تغییر می‌کند که این تغییرات تابع شرایط ارتعاش نوسانگر الاستیک می‌باشد. مکان سطح الاستیک، دامنه و فرکانس ارتعاشی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر جریان عبوری از کانال می‌باشند. ازاین‌جهت در این پژوهش ابتدا مکان سطح الاستیک بررسی‌شده و سپس دامنه و فرکانس نوسانگر در چندین حالت بررسی‌شده است. بررسی‌های صورت گرفته در پنج عدد رینولدز مختلف نشان می‌دهد که جایگزینی جدار الاستیک در بالادست استوانه تأثیر بسیار بیشتری در افزایش انتقال گرما، نسبت به جایگزینی در پایین‌دست استوانه دارد. همچنین نتایج بیانگر این است که با جایگزینی جدار الاستیک و افزایش دامنه و فرکانس ارتعاشی، عدد نوسلت متوسط به طور مرتب افزایش یافته و متوسط دمای سیال خروجی از کانال نیز با افزایش دامنه و فرکانس، افزایش می‌یابد.