بررسی عددی رفتار جریان و انتقال حرارت در یک ردیف جت برخوردی دایره ای به سطح مقعر

مهندسی مکانیک یکی از علوم بسیار گسترده است که دارای زیر شاخه های بسیاری است. یکی از این بخش ها که در سال های اخیر به شدت مورد توجه دانشمندان بوده است و تاثیر بسیاری در صنایع داشته است، بحث انتقال حرارت است. مبحث انتقال حرارت خود دارای زیر مجموعه های بسیار زیادی است که یکی از آن ها انتقال حرارت برخوردی می باشد. این بخش کاربردهای زیادی را در صنعت دارد. امروزه استفاده از جت های برخوردی در صنعت هوا و فضا، صنعت برش قطعات، خشک کردن کاغذ، خنک کاری پره های توربین، صنایع غذایی و الکترونیکی و... بسیار شدت گرفته است. از این رو جهت بهینه کردن بازده وکارایی جت های برخوردی تحقیق در این زمینه بسیار پویا می باشد. در این مطالعه، پیرامون تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت در یک ردیف جت دایره ای برخوردی به سطح مقعر استوانه ای شکل، بحث می شود. در این راستا معادلات متوسط گیری شده برای جریان تراکم ناپذیر آشفته در حالت دایم به همراه سه مدل آشفتگی رایج و یک مدل رینولدز پایین به همراه تصحیح کننده یاپ، در یک فضای محاسباتی سه بعدی حل شده اند. همچنین نتایج عددی با داده های تجربی موجود مورد مقایسه قرار گرفته است. استفاده از تصحیح یاپ در مدل رینولدز پایین، سبب شد تا خطا برای عدد ناسلت در نقطه برخورد به طور قابل ملاحظه ای کاهش یابد. اما بررسی ها نشان می دهد که مدل sst k-? نسبت به سایر مدل های آشفتگی توانایی مناسبی در پیش بینی تغییر شیب های موجود در توزیع عدد ناسلت و مقدار عدد ناسلت در ناحیه برخورد را دارا می باشد. اثر عدد رینولدز جت، انحنای نسبی، تعداد جت و فاصله مرکز جت ها تا لبه خروجی سطح مقعر در دو چیدمان خطی و جابه جا شده بر توزیع ناسلت روی سطح برخورد مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش عدد رینولدز از 10000 به 40000 سبب افزایش عدد ناسلت در منطقه برخورد و حد فاصل بین جت ها شده است. این در حالی است که افزایش انحنای نسبی و تعداد جت تاثیر محسوسی بر عدد ناسلت در نقطه برخورد نداشته است. همچنین مشاهده شد که در اعداد رینولدز 23000 و 40000، در یک انحنای نسبی ثابت با کاهش فاصله مرکز جت تا لبه خروجی صفحه مقعر، ناسلت در نقطه برخورد افزایش یافته است.