بررسی آزمایشگاهی و عددی جریان آرام و تراکم ناپذیر پایا بر روی صفحه تخت دارای گودی

جریان های گردابه ای، کاربرد¬های فراوانی در صنعت داشته و به همین خاطر از اهمیت بالایی برخوردار می¬باشند. تحریک لایه مرزی با استفاده از موانع، از جمله روش های نوین افزایش انتقال حرارت است که تحقیقات گسترده ای پیرامون آنها صورت پذیرفته است. برای تحریک لایه مرزی معمولا از ایجاد مانع یا هر عاملی که به دگرگونی رفتار سیال درون لایه مرزی منجر شود، استفاده می گردد. به عبارت دیگر، تحریک لایه مرزی، باعث تغییر در الگوی جریان درون لایه مرزی و از بین بردن پایداری آن شده و به تبع آن افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی را به همراه خواهد داشت. در نهایت، افزایش ضریب انتقال حرارت باعث کاهش حجم و هزینه کلی سیستم انتقال حرارت خواهد شد. در این پروژه به بررسی اثر مثبت استفاده از گودی ها در صفحات تخت، در بهبود و افزایش انتقال حرارت به صورت آزمایشگاهی و تحلیل عددی پرداخته شده است. جریان سیال، تراکم ناپذیر فرض شده است. گودی ها بر روی سطح، به عنوان گردابه زا (درون گودی، گردابه هایی بوجود می آید) عمل می کنند. بر اثر ایجاد گردابه و برگشتن سیال و چسبیدن مجدد آن به سطح، آشفتگی جریان سیال روی سطح به شدت افزایش یافته که باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی می گردد. همچنین حضور گودی روی سطح، باعث افزایش سطح کلی انتقال حرارت جابجایی، در مقایسه با سطح صاف می گردد. از المان های حرارتی، جهت ایجاد حرارت با شار ثابت، در تونل باد استفاده شده است. با اندازه گیری دمای نقاط روی خط طولی، ضریب انتقال حرارت جابجایی کلی به دست می آید. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده، با تحلیل های عددی بدست آمده مقایسه شده و صحت نتایج اعتبار سنجی شده است. تاثیر پارامترهای وابسته به گودی ها (عمق، نوع آرایش و چیدمان گودی ها) و سرعت جریان سیال ورودی، در افزایش ضریب انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت جریان سیال ورودی، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد؛ و با افزایش عمق تا مقدار مشخص، ابتدا ضریب انتقال حرارت افزایش یافته و پس از آن، با افزایش بیشتر عمق، این مقدار کاهش یافته است. به عبارت دیگر، برای عمق مقدار بهینه به دست آمده است. همچنین، ضریب انتقال حرارت در نمونه های دارای چیدمان مثلثی، بیشتر از نمونه های مشابه با چیدمان مربعی، می باشد. نتایج، همچنین نشان می دهند که، سرعت جریان ورودی و عمق، به عنوان مهم ترین پارامتر در افزایش انتقال حرارت جابجایی بسیار حائز اهمیت می باشند.