شبیه‌سازی سه‌بعدی جریان گاز هلیم در چاه‌گرمایی‌آلومینیومی با میکروکانال‌های مستطیلی در رژیم جریان لغزشی

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان*مکانیک

2 دانشگاه شهاب دانش

doi
10.22060/mej.2018.13345.5604
چکیده

در کار حاضر، برای اولین بار، جریان گاز هلیم در یک چاه گرمایی آلومینیومی با میکروکانال‌های مستطیلی شکل، با لحاظ کردن انتقال حرارت توأمان در بخش سیال و جامد و در نظر گرفتن شرط مرزی سرعت لغزشی و پرش دمایی، مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در این پژوهش جریان گاز در محدوده عدد نادسن بین0/006 و 0/048 و با اعمال شار حرارتی 500 وات بر مترمربع به کف چاه درنظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر جریان با استفاده از طرح بالا دست مرتبه دوم گسسته‌سازی شده و به کمک الگوریتم کاپلد در نرمافزار تجاری انسیس-فلوئنت حل شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد با افزایش نسبت فشار ورودی به خروجی عدد نادسن ورودی و محلی کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش عدد نادسن ورودی عدد پوازی محلی کاهش می‌یابد. اضافه براین، با افزایش عدد نادسن ورودی )کاهش نسبت فشار( عدد ناسلت متوسط ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد؛ در این خصوص با افزایش عدد نادسن از 0/006 به 0/024عدد ناسلت متوسط 54/40 %کاهش و با افزایش عدد نادسن از 0/024 به 0/048 عدد ناسلت متوسط 5/42 %افزایش می‌یابد. با افزایش عدد نادسن مقاومت حرارتی پیوسته افزایش می‌یابد به طوری‌که با افزایش عدد نادسن از 0/006 به 0/048 مقاومت حرارتی 966/34 %افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش عدد نادسن ورودی، اثرات لغزش جریان افزوده شده و ضرایب لغزش و پرش دما افزایش می‌یابد.