بررسی عددی و تجربی انتقال گرمای جابجایی در یک حفره مستطیلی واقع در یک کانال مستطیلی دو بعدی در حضور میدان الکتریکی با ولتاژ بالا

در یک جریان داخلی کانالی که حفره ای در کف آن قرار دارد، هوای به تله افتاده در داخل حفره مانع خنک کاری مطلوب سطوح حرارتی حفره می شود. یکی از روش های مطرح برای تغییر الگوی جریان اولیه و از بین بردن این گونه تله های حرارتی، اعمال میدان های الکتریکی شدید بر جریان سیال موسوم به پدیده الکتروهیدرودینامیک یا ehdمی باشد. در کار حاضرمشخصه های میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی در یک حفره مستطیلی روباز واقع در کف یک کانال افقی، هم در حضور میدان الکتریکی ولتاژبالا و هم بدون حضور آن به صورت تجربی و عددی مطالعه شده است. در آزمایش های تجربی، ابتدا جریان هایی در محدوده آرام با1100و0,200,500,800=re در کانال ایجاد، سپس با استفاده از یک یا دو الکترود سیمی شامل 10 آرایش مختلف الکترودی میدان های الکتریکی با شدت 24kvو12,16,20=v بر جریان هوا اعمال شده است. در کلیه آزمایش ها افزایش نسبی عدد نوسلت موضعی و متوسط، توان لازم جهت تخلیه کرونا و عملکرد روش ehdدر قالب افزایش انتقال حرارت متوسط در واحد توان مصرفی محاسبه و در ولتاژهای اعمالی، اعداد رینولدز و موقعیت های مختلف الکترود(های) سیمی با هم مقایسه شده است. در موقعیت بهینه الکترود سیمی نیز میدان جریان قبل و بعد از اعمال میدان های الکتریکی با استفاده ازجریان دود آشکارسازی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش ولتاژ اعمالی، وجود تله حرارتی قوی اولیه در داخل حفره و قرار گیری الکترود سیمی در خارج از حفره تأثیر روش ehd درافزایش نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهند. همچنین به عنوان یک نوآوری، برای هر موقعیت الکترود سیمی یک معادله همبستگی برای محاسبه افزایش نسبی عدد نوسلت متوسط به صورت تابعی از عدد رینولدز جریان کانال و عدد بی بعد ehdارائه شدهکه نتایج آزمایش ها را با اختلافی کمتر از 6% برآورد می کند. شبیه سازی عددی مسأله نیز به ازای موقعیت بهینه الکترود سیمی و re=100 به وسیله نرم افزار تجاری fidapانجام شده است. نتایج عددی در توافق بسیار خوبی با نتایج آزمایش ها بوده ضمن آنکه ابعاد بیشتری از ماهیت میدان های الکتریکی، جریان و دما را آشکار می سازد.