بررسی تاثیر پارامترهای مدل آشفتگی SST k-ω بر نتایج شبیهسازی عددی انتقال حرارت در جریان آشفته درون یک لوله دارای نوار پیچخورده کوتاه | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Volume 25, Issue 10, July 1404, Pages 667-681 PDF (1.74 M) | ||
| Document Type: مقاله پژوهشی | ||
| DOI: 10.48311/mme.2025.116763.82862 | ||
| Authors | ||
| عرفان نوائی ملکیدوز; امین رسام* | ||
| گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| Abstract | ||
| نوارهای پیچخورده کوتاه برای افزایش اختلاط جریان و انتقال حرارت در لولهها بهکار میروند. جریان آشفته در این لولهها به لحاظ جریانهای ثانویه و گردابههای مارپیچی دارای پیچیدگیهای ویژهای بوده و شبیهسازی عددی آنها با استفاده از معادلات متوسطگیری شده رینولدز و مدلهای دو معادلهای نظیر SST k-ω، به دلیل عمومیت نداشتن ضرایب این مدلها، اغلب با خطا همراه است. در این پژوهش، برای نخستین بار تاثیر پارامترهای مدلسازی ∞* β و عدد پرانتل آشفتگی Prt در شبیهسازیهای عددی انتقال حرارت به روش SST k-ω در جریان آشفته داخل یک لوله مجهز به نوار پیچخورده کوتاه در مقایسه با دادههای تجربی مورد بررسی قرار میگیرد. بهبود پیشبینیهای عددی دو پارامتر ضریب اصطکاک و عدد ناسلت با انتخاب مناسب پارامترهای مدل آشفتگی مورد نظر میباشد. نتایج نشان میدهند که کاهش ∞* β از 0.09 به 0.06 منجر به کاهش خطای ضریب اصطکاک از 12.5% به 0.9% نسبت به دادههای تجربی مرجع گردید. با توجه به ثابت بودن Prt، کاهش ∞* β منجر به افزایش عدد ناسلت نیز میگردد. تاثیر پارامتر ∞* β بر افت فشار، ساختارهای گردابهای مارپیچی و شار انستروفی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. برای بهبود پیشبینیهای انتقال حرارت، مقدار عدد پرانتل آشفتگی از 0.85 به 1.5 افزایش یافت که منجر به کاهش شار حرارتی آشفتگی و خطای شبیهسازیهای عددی برای عدد ناسلت از 13.7% به 2% میگردد. اثر این تغییرات بر دمای دیواره نیز مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین رابطه رفتار تناوبی افزایشی دمای دیواره با گردابههای چرخشی به وجود آمده در جریان مورد بحث قرار میگیرد. | ||
| Keywords | ||
| نوار پیچخورده کوتاه; جریان آشفته چرخشی در لوله; انتقال حرارت; مدل SST k-ω پارامترهای مدلسازی ∞ * β و Prt | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 1,714 PDF Download: 1,418 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,437,042 |
| PDF Download | 17,551,645 |