اثر الکتروهیدرودینامیک و چیدمان الکترودها بر تشدید انتقال گرما در جریان جابجایی طبیعی داخلی

بهبود میزان انتقال گرما سبب افزایش بازده مبدل ها و کاهش حجم و وزن آنها می گردد. روش های افزایش انتقال گرما به دو روش فعال و غیر فعال دسته بندی می شوند. استفاده از تاثیر اعمال میدان الکتریکی یا به اختصار ehd، بر انتقال گرما یکی از روش های فعال محسوب می شود. از سوی دیگر الکتروهیدرودینامیک یا ehd را می توان شاخه ای میان رشته ای از علوم معرفی کرد که به بررسی اثر اعمال میدان الکتریکی بر سیال می پردازد. در این پژوهش، اثر الکتروهیدرودینامیک روی افزایش انتقال گرمای جابجایی طبیعی درون یک لوله عمودی که تحت شار گرمایی ثابت واقع شده، به صورت تجربی بررسی شده است. در شرایط یاد شده اعمال میدان سبب به وجود آمدن حرکت ثانویه ای در هوا می شود که به باد کرونا مشهور بوده و با برهم زدن لایه مرزی موجب افزایش ضریب انتقال گرما می شود. بررسی ها با سیال کاری هوا صورت می گیرد و میدان الکتریکی از طریق یک سری سیم موازی با محور لوله، اعمال می شود. اثر سه پارامتر قطر الکترود سیمی، آرایش الکترودهای سیمی و میزان میدان الکتریکی اعمالی در تغییرات انتقال گرمای جابجایی طبیعی درون لوله بررسی شده است. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده عبارتند از: • با افزایش ولتاژ اعمالی و جریان کرونا ( با ثابت بودن سایر پارامترها) ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. • افزایش قطر الکترود باعث افزایش ولتاژ شروع کرونا می گردد. بیشترین افزایش انتقال گرما، با اعمال ولتاژ یکسان، برای الکترود سیمی با قطر کمتر مشاهده شد. همچنین برای داشتن جریان کرونایی مشخص در قطرهای مختلف الکترود سیمی، به الکترود سیمی قطورتر ولتاژ بیشتری باید اعمال گردد. علاوه بر این، به دلیل گسترده تر بودن محدوده ی ولتاژ کرونا برای الکترود با قطر کمتر، استفاده از این نوع الکترود توانایی بیشتر و محدوده ی وسیع تری برای کنترل دمای لوله ایجاد می کند. • نتایج به دست آمده از نمودارها حاکی از افزایش انتقال گرما از سطح داخلی لوله با افزایش تعداد سیم ها از حالت تک سیم به دو سیم و از دو سیم به چهار سیم، می باشد. این در حالی است که مقدار افزایش انتقال گرما از حالت تک سیم به دو سیم بیشتر از حالت دو سیم به چهار سیم است. • مصرف انرژی در آرایش تک سیمی و در قطرهای مختلف الکترود سیمی، تغییرات چندانی نداشت. در حالی که در سه آرایش الکترودی تک سیم، دو سیم و چهار سیم، مصرف انرژی با افزایش تعداد سیم ها کاهش یافت.