مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

"بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال متخلخل با تولید حرارت داخلی"

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی دانشگاه صنعتی سهند
2 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند
3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال استوانه‌ای بستر دانه‌ای با تولید حرارت داخلی مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. هوای خشک به عنوان سیال عامل در فرایند خنک کاری دانه‌های کروی گرم شده، مورد استفاده قرار گرفته است. حرارت داخلی با روش گرمایش القائی الکترومغناطیس در دانه‌های کروی فلزی استفاده شده در قسمت آزمایش به صورت یکنواخت تولید شده است. قطر دانه‌های کروی در محدوده 5/5 تا 5/7 میلی‌متر است و جنس آنها فولاد ضد زنگ انتخاب شده است. مطالعه حاضر در حالت جریان پایا و در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4500 تا 9500 انجام گرفته است. پارامترهای مختلف ناشی از تغییرات قطر دانه‌ها، سرعت سیال و مقدار حرارت تولیدی بر روی انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال متخلخل مطالعه شده است. با توجه به مطالعات هیدرودینامیکی و حرارتی می‌توان دریافت که با افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش می‌یابد. همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی با افزایش قطر دانه‌ها کاهش یافته است. مقدار حرارت تولیدی تأثیر ناچیزی بر ضریب انتقال حرارت جابجایی داشته است و تأثیر فشار بر روی انتقال حرارت جابجایی اهمیت ناچیزی دارد. کانال متخلخل در مقایسه با کانال خالی ضریب اصطکاک را به شدت افزایش می‌دهد در کانال خالی ضریب اصطکاک همواره عددی کمتر از واحد است ولی برای کانال متخلخل این پارامتر عددی در محدوده 10 تا 25 گزارش شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of force convection heat transfer in porous channel with internal heat generation

نویسندگان English

meysam nazari 1
Davood JalaliVahid 2
samira khanjani 3
1 MSC student of mechanical engineering of sahand university of technology
2 Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Sahand University of Technology
3 MSC student of chemical engineering of sahand university of technology
چکیده English

In this study forced convection heat transfer in a pebble bed cylindrical channel with internal heat generation was investigated experimentally. Dry air has been used as working fluid in heated spheres cooling process. Internal heating was generated uniformly, by electromagnetic induction heating method in a metallic spheres which have been used in test section. Spheres are made of stainless steel and their diameter is in the range of 5.5-7.5 mm. Present study was performed at steady state and turbulence flow regime, with Re number in the range of 4500-9500. Different parameters resulted by variation of spheres diameter, flow velocity and generated heat on forced convection heat transfer was studied. According to thermal and hydrodynamics studies, it can be said as Re number increases, heat transfer coefficient will increase. Also heat transfer coefficient has been increased by spheres diameter decrement. The generated heat has a little influence on heat transfer coefficient. The effect of pressure variations on forced convection heat transfer can be neglected. Porous channel has greater friction factor in comparison with an empty channel. The friction factor in empty channel is always less than 1 but for porous channel this parameter is in the range of 10-25.

کلیدواژه‌ها English

Forced Convection Heat Transfer
Experimental investigation
Porous Media
Cylindrical Channel
Internal Heat Generation