Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
3
1
gregorian
2017
6
1
17
4
online
1
fulltext
fa
بررسی عددی عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در هیتر کمانی شکل موتور استرلینگ
A numerical investigation of Nusselt number and friction coefficient in an arc-type Stirling engine heater
در دنیای امروز استفاده از موتورهای استرلینگ در صنایع فضایی، زیردریاییها و سیستمهای همزمان تولید حرارت و توان، نیاز به تحلیل دقیقتر این موتورها را افزایش میدهد. موتور استرلینگ یک موتور احتراق خارجی است که حرارت مورد نیاز جهت کارکرد خود را به وسیله هیتر از یک منبع حرارتی خارجی میگیرد به همین علت بحث انتقال حرارت در آن دارای اهمیت زیادی میباشد. در این مقاله عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در جریان رفت و برگشتی در مبدل حرارتی یک موتور استرلینگ به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل حرارتی مورد مطالعه، یک هیتر است که لولههای آن به شکل کمانی هستند. پارامترهای مختلفی جهت بررسی مقدار انتقال حرارت و یا ضریب اصطکاک در این هیتر انتخاب شدهاند. پنج پارامتر انتخاب شده عبارتند از: فرکانس زاویهای، جنس سیال، فشار گاز کاری، رژیم جریان و هندسه هیتر. با افزایش فرکانس زاویهای و فشار گاز کاری، مقدار عدد ناسلت افزایش مییابد و همچنین ضریب اصطکاک کاهش مییابد. تاثیر سیالهای کاری مختلف مانند کربن دی اکسید، هوا و هلیوم مورد بحث قرار گرفت. کربن دی اکسید دارای بیشترین عدد ناسلت نسبت به بقیه سیالها میباشد و رابطهای برای عدد ناسلت کربن دی اکسید و هوا، ارایه شده است. همچنین عدد ناسلت و ضریب اصطکاک با تغییر رژیم جریان مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسهای نیز بین دو هیتر با هندسه عصایی و کمانی انجام شده است که نشان میدهد انتقال حرارت در هیتر با هندسه کمانی بیشتر از هندسه عصایی است و ضریب اصطکاک آن دو بسیار نزدیک به هم است.
The usages of stirling engine in many industry such as aerospace, submarines and combined heat and power systems, requires more and detailed analysis in such engines. This type of engine is an external combustion which may use almost any type of fuel. In this article the Nusselt number and friction coefficient of a Stirling engine heat exchanger is investigated numerically. The geometry of this heat exchanger is an arc shape pipe with reciprocating flow. Various parameters such as angular frequencies, type of fluids, working gas pressures, flow regime and heater geometry impact on the Nusselt number and friction coefficient of the heater were investigated. By increasing the angular frequency and the working gas pressure the Nusselt number increases but the friction coefficient decreases. The influences of different working fluids indicated that the Carbon dioxide has the highest Nusselt number. The results also show that the friction coefficient is highly dependent on the flow regime. The comparison between the two different geometry type heaters show that the arc-type geometry led to higher Nusselt number. The friction coefficients of both geometries are almost similar to each other at high frequencies.
موتور استرلینگ,جریان رفت و برگشتی,عدد ناسلت,ضریب اصطکاک,حل عددی
Stirling engine,Reciprocating flow,Nusselt number,Friction coefficient,Numerical solution
85
91
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-26930-2&slc_lang=fa&sid=15
Hassan
Farzi
حسن
فرضی
100319475328460048949
100319475328460048949
No
دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
Ali
Keshavarz Valian
علی
کشاورز ولیان
100319475328460048953
100319475328460048953
Yes
دانشیار دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی
Alireza
Batooei
علیرضا
بتویی
100319475328460048948
100319475328460048948
No
دانشجوی دکترا/دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی