بررسی حرارتی و دینامیکی جریان ناشی از نه جت هوایی بین دو صفحه به روش عددی

یکی از مهمترین روش هایی که برای بالا بردن ضریب انتقال حرارت جت ها مورد استفاده قرار می گیرد استفاده از شبکه جت هاست. بدین منظور تعداد زیادی جت در ردیف های چند گانه استفاده می شود و بدین ترتیب سطح منطقه ی سکون برخورد افزایش یافته و باعث افزایش ضریب انتقال حرارت متوسط روی سطح مورد نظر می شود. تحقیقات زیادی بر روی جت ها به روش عددی و آزمایشی در حالت های تک جت و چند جت انجام شده است. در این تحقیق یک شبیه سازی سه بعدی مبتنی بر روش حجم محدود برای مطالعه عملکرد حرارتی و نوسانات مربوط به چند جت محصور انجام شده است. در این مطالعه 9 نازل با قطر 3 میلیمتر در آرایش مربعی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. جت های هوای خروجی از نازلها به یک صفحه نازک با شار حرارتی ثابت برخورد کرده و آن را خنک می کند. فاصله بین دو جت مجاور 2 برابر قطر جت و فاصله بین صفحه جت و صفحه هدف در شبیه سازی های مختلف بین 1 تا 3 برابر قطر جت تغییر می کند. عدد رینولدز بر حسب سرعت متوسط خروجی نازل و قطر جت، در محدوده آرام بین 100 تا 800 در نظر گرفته شده است. در این تحقیق تاثیر عدد رینولدز و فاصله جت تا صفحه هدف (h/d) بر روی ضریب انتقال حرارت، توزیع دما و فرکانس نوسانات ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد برای h/d=1 در تمام رینولدزها جریان پایدار و توزیع دما و توزیع عدد ناسلت متقارن است. در h/d=2 برای رینولدزهای کم جریان پایدار و برای رینولدزهای بالا جریان ناپایدار است، اما تقارن در توزیع دما و توزیع عدد ناسلت از بین رفته و شکل خاصی را به خود گرفته است. علاوه بر این با توجه به وجود نوسانات جریان اطراف جت مرکزی، فرکانس نوسانات محاسبه گردیده است که برای دو رینولدز مختلف عدد بدون بعد یکسانی برای فرکانس نوسانات به دست آمده است. نتایج حاصله نشانگر وجود اثرات متقابلی بین دو جت کناری بوده است که با توجه به نتایج حاصله بطور کامل تحلیل گردیده است. در h/d=3 نیز برای رینولدزهای پایین جریان پایدار و برای رینولدزهای بالا جریان ناپایدار است و اما نسبت به h/d=2 حالت نوسانی از رینولدزهای کوچکتر شروع میشود.