مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه‌سازی عددی یک رادیاتور فشرده با پره‌های دندانه‌ای

نویسندگان
1 دانشجو / دانشگاه صنعتی شریف
2 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
امروزه شبیه‌سازی‌های کامپیوتری از جایگاه ویژه‌ای در بررسی عملکرد سیستم‌های حرارتی برخوردار شده‌ است. دراین مقاله رادیاتور سیستم خنک‌کاری موتور دیزل لکوموتیو ایران سفیر شبیه‌سازی می‌شود. این رادیاتور از آرایش موازی و سری چند مبدل حرارتی فشرده که دارای پره‌های دندانه‌ای می‌باشند تشکیل شده است و دارای دو بخش دمابالا و دما پایین می‌باشد. باتوجه به پیچیدگی و فشردگی صفحات انتقال حرارت به کار رفته در رادیاتور، شبیه‌سازی در دو مرحله انجام شده است. در بخش اول رابطه‌‌ای برای ضریب انتقال حرارت سمت هوا و سمت سیال خنک‌کننده به کمک دینامیک سیالات محاسباتی همبسته‌سازی می‌شود. باتوجه به وقوع پدیده‌ی ریزش گردابه‌ها در آرایش دندانه‌ای پره‌ها، معادلات حاکم به صورت گذرا، در فضای دوبعدی حل شده است. گام زمانی مناسب برای حل گذرا باتوجه به مدت زمان جدایش گردابه‌ها از سطح انتخاب می‌شود. در بخش دوم با استفاده از کد محاسباتی که توسعه داده می‌شود، عملکرد حرارتی کلی رادیاتور به عنوان یک مبدل حرارتی شبیه‌سازی می‌شود. دراینجا توزیع دما درون رادیاتور و عملکرد حرارتی رادیاتور مورد بررسی قرار می‌گیرد. میزان حرارت دفع شده از رادیاتور در دبی‌های مختلف جریان سیال و همچنین دماهای سیال خروجی از رادیاتور از جمله خروجی‌های کد توسعه داده شده می‌باشد. در نهایت به کمک نتایج استخراج شده، منحنی‌ عملکرد حرارتی رادیاتور بدست می‌آید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Simulation of a Compact Radiator with Offset Strip Fins

نویسندگان English

Reza Niroomand 1
Mohammad Hassan Saeedi 2
Siamak Kazemzadeh Hannani 2
چکیده English

Nowadays, computer simulations are becoming more and more important in performance investigation of thermal systems. In this article, radiator of cooling system of diesel engine of ER24PC locomotive is simulated. The radiator is composed of parallel and series arrangement of compact heat exchangers with offset strip fins. It also has two high and low temperature sections. Due to the complexity and compactness of heat transfer plates implemented in the radiator, the simulation is carried out in two steps. First, a relation for coolant-side and air-side heat transfer coefficient is correlated using computational fluid dynamics. Due to vortex shedding phenomenon in the staggered fin arrays, governing equations are solved transiently in two-dimensional space. Appropriate timestep for the transient solution is chosen according to time period of vortex shedding from the surface. In the second step, using the developed computational code, the overall thermal performance of the radiator is simulated as a heat exchanger. Consequently, temperature distribution inside the radiator and its thermal performance are studied. Amount of heat released from the radiator in different flow rates and temperatures of fluid flowing out of radiator are among the outputs of the developed code. Finally, thermal performance curve of radiator is obtained.

کلیدواژه‌ها English

Radiator
simulation
Offset Strip Fins
Vortex Shedding
Thermal Performance Curve