بررسی عددی اثرات مولدهای گردابه روی انتقال حرارت و افت فشار سطوح صاف

مبدل های حرارتی فشرده به طور وسیعی در صنایع خودروسازی و سیستم های تهویه مطبوع و تبرید بکار می رود. بنابراین بهبود عملکرد آن ها از نظر کاهش هزینه های ساخت با استفاده از مواد کمتر یا پایین آوردن هزینه های کارکرد از طریق کاهش اتلاف انرژی، دارای اهمیت فنی ، اقتصادی و اکولوژیکی می باشد. بنا به دلایل اقتصادی و اکولوژیکی در بسیاری از صنایعی که شامل انتقال حرارت از گاز به گاز یا از گاز به مایع است، رسیدن به انتقال حرارت جابه جایی موثر مهم است. عملکرد حرارتی مبدل های حرارتی اغلب توسط طرف گاز این مبدل ها محدود می شود، چرا که ضریب انتقال حرارت در سمت گاز کمتر از طرف مایع یا دو فازی است. این محدودیت و علاقه به بهبود عملکرد حرارتی همراه با کاهش حجم و وزن و هزینه های ساخت موجب شده است محققان به افزایش انتقال حرارت طرف گاز مبدل ها توجه ویژه داشته باشند. روش های متعددی برای افزایش انتقال حرارت سمت گاز وجود دارد. اغلب این روش ها مربوط به ساختار دهی جریان و میدان دما می شود که در آن با استفاده از المان های زبری، آشفته گرها یا پره های ثانویه هندسه سمت گاز بهبود می یابد. در کار حاضر مشخصات انتقال حرارت و ساختار جریان آرام در یک کانال مستطیلی شامل مولد های گردابه از نوع بالک های مثلثی شکل با استفاده از حل معادلات ناویراستوکس و انرژی از روش حجم محدود بدست آمده است. شکل هندسی معرف المان واحدی از مبدل های حرارتی تخت می باشد. هر بالک باعث القای یک گردابه طولی در پشت آن می شود. این گردابه ها که ناشی از اختلاف فشار جلو و پشت بالک است جریان را حول محوری موازی با جریان اصلی چرخانده و به شدت مبادله سیال بین دیواره و ناحیه مرکزی کانال را افزایش می دهد. در این تحقیق تفاوت اثرات بال و بالک در انتقال حرارت و افت فشار و انتخاب نسبت ظرافت مناسب و اثرات فاصله بین نوک بهترین بالک در جلو جریان و تثبیت بهترین موقعیت طولی و عرضی بالک در روی صفحه صاف مورد بررسی قرار گرفته است.