حل عددی جریان سیال در یک کانال دو بعدی پره دار با تاکید بر انتقال حرارت
چکیده
همانطور که میدانیم استفاده از مبدلهای حرارتی فشرده در صنعت روز به روز در حال افزایش است . بدین جهت ارائه روشها و ابزارهایی که بتوان با استفاده از آنها جریان سیال و انتقال حرارت را در چنین وسایلی تحلیل نمود. ضروری می نماید. یکی از روشهایی که برای حل اینگونه مسائل در سالهای اخیر مورد توجه زیاد قرار گرفته است ، روش حل عددی با استفاده از رایانه می باشد. در این رساله سعی شده است تا با استفاده از روش حل عددی جریان سیال و انتقال حرارت در یک کانال دوبعدی پره گذاری شده، مورد تحلیل قرار گیرد. این نوع کانالها در ساخت مبدلهای حرارتی کاربردهای بسیاری می توانند داشته باشند. رده خاصی که در این رساله برای این نوع کانالها در نظر گرفته شده است رژیم آرام جریان سیال می باشد. (اعداد رینولدز کوچک) این حالت از نظر فیزیکی در مبدلهای حرارتی فشرده پیش می آید. در اعداد رینولدز پایین گرادیانهای عادی دما به اندازه کافی بزرگ نیستند تا ضرایب انتقال حرارت به اندازه کافی بزرگ و مورد نظر برای طراحی را برآورده سازند. از اینرو در ساخت اینگونه مقاطع با تغییر شکل هندسی سعی در افزایش ضریب انتقال حرارت می نمایند. این روش بهبود انتقال حرارت را روش غیرفعال بهبود انتقال حرارت نامیده اند. انواع دیگر روشهای غیرفعال بهبود انتقال حرارت موجود می باشند که هر یک کاربرد خاص خود را دارند. برای حل مسئله مورد نظر نیاز به یک نرم افزار توانمند که بتواند با استفاده از یک آلگوریتم عددی مناسب معادلات میدان جریان را حل نماید، داریم. در این پروژه این نرم افزار نوشته شده و به صورت کد درآمده است . از مزایای این نرم افزار انعطاف پذیری آن در تغییر پارامترهای مختلف مربوط به جریان سیال، شکل هندسی کانال و پارامترهای ریاضی مربوط به تکنیک حل عددی مسئله می باشد. نتایج بدست آمده حاکی از این است که با افزایش ارتفاع پره ها ضریب انتقال حرارت و افت فشار هر دو افزایش می یابند. بنابراین برای طراحی این گونه کانالها باید شرایط بهینه از نظر افزایش انتقال حرارت در مقابل افت فشار بدست آید تا در ملاحظات اقتصادی طراحی مدنظر قرار گیرد با استفاده از نرم افزار نوشته شده بررسی این مسائل امکانپذیر می باشد.