مطالعه تأثیر مکش و دمش بر کنترل جریان سیال بر انتقال حرارت از تک سیلندر مربعی تحت زاویه
چکیده
در تحقیق حاضر، کنترل جریان سیال و انتقال حرارت از تک سیلندر مربعی با استفاده از مکش و یا دمش به صورت عددی، در زوایای چرخش از صفر تا 45 درجه برای سیال نیوتنی تراکم ناپذیر دو بعدی در جریان آرام و مغشوش بررسی شده است. برای بررسی دقیق تر و امکان مقایسه، ابتدا تأثیر میزان دمش و یا مکش بر سطوح به صورت مجزا، بر رفتار جریان و انتقال حرارت در عدد رینولدز 150 در زوایای 45، 30 و 15 درجه مطالعه شده است (حالت های ساده) و در ادامه با ترکیب حالت های ساده، یک حالت ترکیبی بهینه برای جلوگیری از ریزش گردابه و کاهش نیروهای وارد بر تک سیلندرتحت زاویه در عدد رینولدز 150 به دست آمده است. در جریان روی سیلندر تحت زاویه 45 درجه به دلیل تقارن قرار گیری سیلندر نسبت به جریان در حالت های ساده به بررسی اثر مکش و دمش بر اضلاع جلویی و پشتی سیلندر پرداخته شده است در سایر زوایا از جمله زوایای 30 و 15 درجه به دلیل عدم تقارن قرار گیری سیلندر نسبت به جریان در حالت های ساده ابتدا به بررسی اثر مکش و دمش بر تک تک اضلاع به صورت جداگانه و در نهایت حالت بهینه بررسی شده است. در ادامه به بررسی و تعیین حالت بهینه برای سایر زوایای بین صفر تا 45 درجه پرداخته شد و در نهایت به بررسی تأثیر تغییر عدد رینولدز بر تغییر در ریزش گردابه و پارامترهای آیرودینامیکی و انتقال حرارت از سیلندر، در حالت کنترلی بهینه در تمامی زوایای مورد بررسی، برای اعداد رینولدز 100، 130، 150، 170 و 200 پرداخته شد و سر انجام به بررسی تأثیر میزان دمش در کاهش ضرایب پسا و برآ کل و متوسط نوسانات ضرایب برآ و پسا در جریان مغشوش برای زاویه 45 درجه برای دو هندسه با شرایط کنترلی متفاوت و تحت اعداد رینولدز 22000 و 10000 پرداخته شد. بررسی ها نشان دادند که استفاده از حالت کنترلی بهینه می تواندبا حفظ حداقل نیروی برآ، نیروی پسا وارد بر سیلندر را کاهش دهد و در اکثر موارد ریزش گردابه در پشت سیلندر را متوقف کند. در رژیم جریان آشفته نیز اعمال حالت کنترلی سبب کاهش در ضرایب پسا و برآ و متوسط نوسانات ضرایب پسا و برآ وارد برسیلندر می-گردد