دانلود مقاله ترجمه شده مطالعه عددی ساختار جریان و انتقال حرارت در یک کانال مربعی ریب دار همراه با ریب های هم اندازه و نیم اندازه در پایین دست

چکیده

در مطالعه­ ی حاضر از یک کانال ریب ­دار با سطح مقطع مربعی با آرایش­ های مختلف از ریب­ های نیم ­اندازه پایین­ دست برای تعیین آرایش بهینه برای افزایش نرخ انتقال حرارت و کمینه کردن افت فشار استفاده شده است. عدد رینولدز در ورودی کانال از 20000 تا 160000 تغییر می ­کند. اثر آرایش ریب ­های پایین­ دست بر مشخصات عملکردی کلی کانال ریب­دار برای شش حالت مختلف مشاهده شده است. ابتدا در یک حالت شش ریب بزرگ بر روی یکی از دیواره­ ها با نسبت گام 20P/e= در نظر گرفته شده است (حالت الف). سپس چهار حالت دیگر با تعبیه کردن ریب­ های نیم­ اندازه و هم ­اندازه در پایین­ دست هر ریب بزرگ در نظر گرفته شده­ اند (حالات (ب)، (ج)، (د) و (ه)). حالت نهایی نسبت گام متفاوتی داشته و ریب­ های نیم­ اندازه در وسط دو ریب بزرگ مجاور قرار گرفتند (حالت (و)). جزئیات ساختار جریان مغشوش، میدان دما، انتقال حرارت موضعی، انتقال حرارت نرمال­ شده، و فاکتور عملکرد حرارتی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی با مدل اغتشاشی v²f و شرط مرزی شار حرارتی ثابت بر روی تمام دیواره­ ها به دست آمدند. عملکرد کلی شش کانال ریب­ دار ارزیابی و مقایسه شدند. نتایج نشان می ­دهد که استفاده از ریب­ های پایین­ دست روشی مناسب برای کاهش اتلاف فشاری و بهبود ساختارجریان می ­باشد، هم­چنین افزایش قابل مقایس ه­ای نیز طبق انتظار در انتقال حرارت دارد. در مقایسه با حالت (الف) تمام حالات دیگر به جز حالت (ب) فاکتور اصطکاک کوچک­تری دارند. حالات (د) و (ه) تاثیر مهمی در فاکتور بهبود حرارتی خود نشان می ­دهند که بیان می­ کند این دو حالت هنگامی که عملکردهای مختلفی در افزایش انتقال حرارت کانال­ های ریب­ دار مد نظر باشد، مزیت دارند.

1-مقدمه

در دهه­ های اخیر، با توسعه علم و فناوری توربین گاز محققین توجه بیشتری به عملکرد توربین گاز نموده­ اند. توربین یکی از مهمترین قسمت­ ها و اصلی­ ترین قسمت با دمای زیاد در یک توربین گاز است و فناوری خنک­ کاری پره­ های توربین برای بهبود عملکرد موتور هواپیما اهمیت اساسی دارد. فناوری خنک­ کاری بهبود یافته نه تنها به طراحان اجازه­ ی افزایش دمای ورودی به توربین برای بهبود عملکرد و توان توربین گاز را می ­دهد، هم­چنین دما را در بازه­ ی قابل قبول از نظر مواد نگاه می­ دارد...