بررسی تجربی انتقال حرارت و کارایی پره سهموی در شار حرارتی، سرعت جریان و زوایای پره مختلف
نویسندگان
1 استادیار عضو هیئت علمی دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)
2 کارشناس، گروه آموزشی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتمالانبیاء(ص)، تهران، ایران
3 کارشناسی ارشد، گروه آموزشی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتمالانبیاء(ص)، تهران، ایران
doi
چکیده
در این پژوهش تأثیر عواملی مانند سرعت و دمای جریان خنککننده، شار حرارتی و زاویه قرارگیری پره بر میزان انتقال حرارت بررسی شده است. برای این منظور از پرهی سهموی مقعر با زوایای ۰، ۴۵ و ۹۰ درجه نسبت به جریان خنک کننده (هوا)، سرعت جریان (بین 1 تا 5/2 متر بر ثانیه) و شار حرارتی 5/18 و 6/4 کیلووات بر متر مربع استفاده شده است. به دلیل رسانایی حرارتی بالا، جنس پره از فلز آلومینیوم انتخاب گردیده است. نتایج نشان داد که نوک تیز و انحنای پره سهموی علاوه بر کاهش وزن و حجم پره سهموی نسبت به پره مثلثی، موجب بهبود یکنواختی جریان و افزایش سطح تماس حرارتی و در نتیجه کاهش افت فشار و تنشهای حرارتی و افزایش طول عمر پره میگردد. انتهای بسیار تیز پره سهموی باعث کاهش پدیدههای گردابی و تغییرات ضریب انتقال حرارت شده و با افزایش سرعت جریان، میانگین ضریب انتقال حرارت افزایش مییابد. همچنین تغییر زاویه بین جریان سیال و امتداد پره تأثیر چندانی بر کارایی پرهها نداشته و افت فشار تنها به سرعت جریان وابسته است؛ بهطوریکه کمترین افت فشار در زاویه برخورد صفر درجه مشاهده شد. افزایش سرعت جریان بهطور قابلتوجهی منجر به افزایش افت فشار میشود، در حالی که تغییر زاویه پره و شار حرارتی تأثیرات کمتری بر افت فشار دارند. در زاویه برخورد صفر درجه، به دلیل کاهش مقاومت سطح مقطع پره در برابر جریان، کمترین میزان افت فشار مشاهده شد.