مقاله تجزیه و تحلیل رژیم جریانی-حرارتی با مدل توسعه‌یافته برینکمن درون کویل متخلخل با شار حرارتی متوسط خورشیدی

در این مقاله به بررسی تاثیرات پارامترهای جریانی- حرارتی بر جریان درون کویل متخلخل پرداخته شده است. همچنین بررسی ماهیت لایه مرزی، توزیع سرعت، فشار و اثرات توزیع میدان حرارتی درون کویل متخلخل به‌عنوان محیطی با قابلیت انتقال حرارت بالا انجام شده که این بررسی شامل استفاده از روش برینکمن توسعه‌یافته برای حرکت سیال و قانون توانی برای محاسبه ضریب انتقال حرارت هدایتی محیط با درنظرگرفتن شار حرارتی متوسط خورشیدی در مقادیر مختلف درصد تخلخل و نفوذپذیری است. برای حل مساله از نرم‌افزار کامسول بر مبنای روش المان محدود و الگوریتم حلی محیط متخلخل در حلگر MUMPS استفاده شده است. تغییرات دمای بی‌بُعد بین نتایج به‌دست‌آمده در مدل حاضر و نتایج آزمایشگاهی با یکدیگر در شرایط مشابه مقایسه شده‌اند که این مقایسه تطابق قابل قبولی بین نتایج با حداکثر خطای ۳% را نشان می‌دهد.
در مقدار نفوذپذیری ثابت با کاهش ضریب تخلخل، پروفیل سرعت به‌دلیل کاهش وجود خلل و فرج درون کویل کشیده‌تر می‌شود به‌طوری که جریان در کویل متخلخل شتاب گرفته و حداکثر مقدار سرعت پروفیل در ضریب تخلخل برابر با ۰/۲ و ۲/۵ متر بر ثانیه است. در متخلخل‌‎شدن کویل مقدار عدد ناسلت افزایش یافته به‌طوری که بیشترین اختلاف بین دو حالت متخلخل و بدون تخلخل در ابتدای کویل و برابر با ۳۲% و کمترین مقدار این اختلاف ۲۷% است. در داخل کویل متخلخل جذب انرژی خورشیدی بیشتر و در نتیجه مقدار انتقال حرارت بهبود می‌یابد. اگر چه مقدار اُفت فشار نیز افزایش می‌یابد.

کلمات کلیدی: کویل متخلخل آلومینیومی، معادله برینکمن توسعه یافته، رژیم جریانی-حرارتی، شار خورشیدی، عدد ناسلت


محصولات مرتبط


ارسال نظر

  1. آواتار


    ارسال نظر