تاثیر وجود پره و تغییر نسبت ابعادی بر جابجایی آزاد سیال بین حلقوی های هم محور

در مقاله حاضر، به بررسی عددی اثر وجود پره های دندانه ای بر انتقال حرارت جابجایی آزاد بین حلقوی های هم مرکز پرداخته شده است. کانال خارجی در حلقوی های مورد بررسی، دایره ای بوده و کانال های داخلی شامل سه سطح مقطع دایره ای، مربعی و مثلثی است. مساحت حلقوی ها و همچنین قطر کانال بیرونی حلقوی به عنوان یک قید هندسی در تمامی موارد مورد بررسی در این پژوهش یکسان فرض شده است. مساحت پره ها نیزیکسان است و بر روی سطح داخلی قرار گرفته اند تا بتوان اثر آن ها را بر خواص گرمایی حلقوی با شرط مرزی دما ثابت روی سطوح آن و در بازه اعداد رایلی بین 105 تا 108 مقایسه نمود. نتایج نشان داد که با افزایش عدد رایلی و در نتیجه سرعت، ضریب انتقال حرارت جابجایی سطوح افزایش پیدا می کند. با این وجود، حضور پره ها مقادیر ضریب انتقال حرارت کانال داخلی را تا حدود 50% کاهش داده در حالیکه این ضریب برای کانال خارجی افزایش می یابد. همچنین برای حلقوی دایره ای با افزایش عدد رایلی در دو حالت بدون پره و پره دار، عدد ناسلت به ترتیب حدود 71 % و 64% افزایش دارد و به طور کلی وجود پره ها باعث افزایش 13 درصدی نرخ انتقال حرارت نسبت به حالت بدون پره از سطوح حلقوی ها شده است.