بررسی اثر زبری مثلثی بر جریان خزش حرارتی درون نودسن پمپ‌ها به روش شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

doi
10.22044/jsfm.2020.9825.3208
چکیده

در این مطالعه اثر زبری دیواره بر پارامترهای جریان درون نودسن پمپ‌ها، با استفاده از روش ذره-مبنای شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو بررسی شده است. به این منظور با اعمال شیب دمای خطی بر دیواره‌های یک میکروکانال، جریان خزش حرارتی حاصله در گستره وسیعی از عدد نودسن (0.1≤ Kn≤10 ) حل شده است. زبری به صورت زائده‌هایی مثلثی شکل روی دیواره مدل‌سازی شده است. مطالعه جامعی روی پارامترهای تعیین‌کننده هندسه زبری صورت پذیرفته است که شامل ارتفاع زبری (10 ≤ε≤ 0)، نسبت منظری زبری (3 ≤ξ≤ 1) و گام زبری (5 ≤χ≤ 1) می‌شود. بررسی نتایج گویای آن است که دبی جرمی جریان خزش حرارتی در کانال‌های زبر، هرقدر هم که زبری کوچک باشد، کاهش قابل توجهی نسبت به کانال صاف دارد؛ به نحوی که برای زبری نسبی 25/1 ε= کاهش 26 درصدی دبی جرمی در مقایسه با کانال صاف مشاهده می‌شود. همچنین ملاحظه شد نسبت منظری و فاصله المان‌های زبری، در محدوده مطالعه شده، تاثیر قابل توجهی بر پارامترهای جریان ندارند.