20642

۲۰۶۴۲

تحليل اثر محيط متخلخل بر فرآيند انتقال حرارت در جت برخوردي نوساني آرام

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۵-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۱۴

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور - دكتر مهدي مقيمي

مكانيك

چكيده جت‌هاي برخوردي به دليل برخوردار بودن از نرخ بالاي انتقال حرارت و كاربرد گسترده در صنايع مختلف همواره از موضوعات مورد توجه محققين بوده‌اند. همچنين محيط‌هاي متخلخل به دليل داشتن ويژگي‌هاي منحصر به ‌فرد در زمينه انتقال حرارت داراي كاربردهاي گوناگون مي‌باشند. در اين پايان ‌نامه عملكرد حرارتي جت برخوردي در دو حالت‌ پايا و نوساني در حضور بلوك متخلخل (فوم فلزي) به ‌صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. جهت شبيه ‌سازي مسئله از نرم ‌افزار كامسول استفاده ‌شده است. در حالت جت پايا، اثر پارامترهاي مختلفي از ‌جمله عدد رينولدز جريان، فاصله جت تا صفحه برخورد، تخلخل، نفوذپذيري فوم فلزي و ضخامت بلوك فوم فلزي مورد بررسي قرارگرفته است. در عين‌ حال، در جت‌هاي نوساني، عملكرد جت با استفاده از دو تابع نوساني پله و سينوسي در دامنه‌ها و فركانس‌هاي مختلف تحليل ‌شده است. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه در حالت كلي توزيع عدد ناسلت و نرخ انتقال حرارت بر روي صفحه برخورد در حضور فوم فلزي تغيير مي‌كند. توزيع يكنواخت‌تري از عدد ناسلت را مي‌توان با استفاده از فوم‌هاي فلزي به دست آورد. در مورد جت‌هاي نوساني نتايج شبيه ‌سازي حاكي از تغيير عملكرد حرارتي جت در فركانس‌هاي نوسان بحراني و دامنه‌هاي بالا هست. اين بهبود مي‌تواند تا 15 درصد افزايش يابد. همچنين در اين مطالعه از معادلات شار انرژي و توليد آنتروپي جهت بررسي هرچه دقيق‌تر رفتار جت برخوردي استفاده‌ شده است. واژه‌هاي كليدي: جت برخوردي . محيط متخلخل. انتقال حرارت

1398/03/25

Investigation of the effect of porous media on the heat transfer of laminar pulsating impingement jet

6/15/2019 12:00:00 AM

Abstract: Due to the high transport phenomena rate and high applicability in different industries, impingement jets have always been an interesting subject for researchers. Additionally, because of unique attributions of porous medium, it has a lot of application in various industries. In this thesis the thermal performance of steady and pulsed impingement jets in the presence of metallic foams has been investigated. Comsol multi physics is used for the simulation of the problem. In steady state jet, the effect of various parameters including Reynolds number, nozzle to plate distance, porosity, permeability and the thickness of metallic foam blocks are analyzed. Also, in pulsative impingement jets, the performance of the jet with step and sinusoidal pulsative functions for various frequencies and amplitudes is investigated. The results of this research suggest that with the presence of metallic foams, the general distribution of Nusselt number and the heat transfer rate on the target plate alter significantly. By utilizing the porous medium block, a more uniform distribution of Nusselt number can be achieved. In the case of pulsative jets, the results show a better thermal performance of the jets for high frequency and amplitudes of pulsation. In some cases the increase in performance can be up to 15 percent. For a more thorough analysis of the behavior of impingement jets, energy density flux vector and entropy generation equations have also been utilized. Keywords: Impingement jet, Porous medium, Heat transfer