مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی اثرات اتلاف لزجت روی انتقال حرارت سیال گازی در میکروکانال افقی با وجود رقت و هدایت محوری

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه شهرکرد
2 هیات علمی گروه مکانیک/دانشگاه شهرکرد
چکیده
چکیده- در این تحقیق هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان گازی درون یک میکروکانال به صورت عددی بررسی شده است. سرعت و دمای جریان ورودی به کانال یکنواخت است و شرط مرزی لغزش سرعت و پرش دما، با توجه به رژیم لغزشی جریان، روی دیواره کانال حاکم است. طول میکروکانال به اندازه‌ی کافی بلند در نظر گرفته‌شده تا در انتها شرط توسعه‌یافتگی هیدرودینامیکی و دمایی برقرار باشد. گسسته‌سازی معادلات حاکم بر مبنای حجم کنترل انجام شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده‌اند. اثرات پارامترهای مختلف، از جمله اتلاف لزجت، رقت، هدایت محوری و خزش بر انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج بیانگر آن است که مقادیر عدد ناسلت در میکروکانال‌ها با مقادیر آن در کانال‌های با ابعاد معمول متفاوت است. درنظر گرفتن اتلاف لزجت، سبب ایجاد پرش چشمگیری در عدد ناسلت موضعی می‌شود که مقدار پرش، مستقل از عدد برینکمن می‌باشد. افزایش رقت، انتقال حرارت را در دو جهت مخالف تحت تأثیر قرار می‌دهد. هم‌چنین اثر افزایش عدد پکله بر روی عدد ناسلت توسعه‌یافته ضعیف بوده درحالی‌که اثر رقت بر روی آن قوی و قابل ملاحظه بوده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of Viscous dissipation on gaseous flow heat transfer in a horizontal microchannel with rarefaction and axial conduction

چکیده English

Abstract- Hydrodynamics and Heat transfer of a gaseous flow in microchannels is performed numerically. Velocity and temperature at the channel inlet is uniform and the rarefaction effect is imposed to the problem via velocity slip and temperature jump boundary conditions, according to the slip flow regime. The channel is sufficiently long to reach fully developed flow at the outlet. The numerical methodology is based on the control volume finite difference scheme and discrete equations are solved using SIMPLE algorithm. Effects of various parameters such as viscous dissipation, rarefaction, axial conduction and thermal creep on heat transfer have been considered. The results indicate that the Nusselt number in microchannels has a different value than in conventional channels. Local Nu number is found to experience a jump by the presence of viscous dissipation. The magnitude of the jump is independ of the Brinkman number values. Heat transfer is affected in two opposite directions by rarefaction increasing. Also, as Peclet number increases, there is a weak increase in fully developed Nu number values but there is significant effect of Kn number on it.

کلیدواژه‌ها English

Microchannel
Slip flow
rarefaction
Temperature jump
Viscous dissipation