مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهبود عملکرد حرارتی پره‌های مستطیلی شکل‌ سوراخ‌دار

نویسندگان
1 استادیار گروه مکانیک دانشگاه شهرکرد
2 دانشجو
چکیده
در این مقاله، جریان آرام غیر قابل تراکم سه بعدی هوا بر روی پره‌های سوراخ‌دار مستطیلی شکل با سوراخ دایره‌ای به صورت عددی مطالعه گردید. هندسه مورد مطالعه پره-ای با 1 تا 2 سوراخ با مقطع دایره‌ای، در طول پره می‌باشد که پره‌ها بر روی یک سطح صاف قرار گرفته‌اند. برای حل معادلات از روش الگوریتم سیمپل استفاده شده‌است که در آن جهت تجزیه معادلات مومنتم و انرژی، روش بالادست جریان مرتبه دوم بکار رفته است. محاسبات برای عدد رینولدز در محدوده 100 تا 350 بر حسب ضخامت پره انجام شده است. در این تحقیق ابتدا مکان بهینه قرارگیری سوراخ در پره‌های سوراخ‌دار تعیین شد سپس عملکرد حرارتی و عدد نوسلت متوسط پره‌های سوراخ‌دار با پره توپر مقایسه گردید. در این تحقیق برای اولین بار از سوراخ دایره‌ای استفاده شد و همانطور که انتظار می‌رفت عملکرد حرارتی بالاتری نسبت به پره توپر دارد که بصورت عددی ثابت شده است. طبق این تحقیق پره سوراخ‌دار با دو سوراخ ، بیشترین میزان انتقال حرارت را نسبت به پره سوراخ‌دار با یک سوراخ و پره توپر دارا می‌باشد. بر اساس نتایج مطالعه‌ی حاضر، ضریب انتقال حرارت پره سوراخ‌دار با دو سوراخ بیشترین مقدار را داراست و وزن کمتری نسبت به پره توپر دارد. استفاده از سوراخ دایره‌ای، صرفه اقتصادی و سهولت عملی بیشتری را نسبت به دیگر روش‌های بهبود عملکرد پره دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Improving heat performance of rectangular fins

نویسندگان English

Afshin Ahmadi Nadooshan 1
Shekoufeh Mohammadi 2
چکیده English

This paper studies the numerical analysis of a three dimensional incompressible laminar fluid flow on rectangular fins with circular perforations which stands on a flat surface. Perforations by circle cross sections are scattered on the length of the fin and the number of holes is variable between 1 to 2. The Simple algorithm is the main approach to solve the problem. To the end of discretization of momentum and energy equations, the second order upwind technique has been employed. The Reynolds number is assumed between 100 to 350 concerned to the thickness of the fin. The main contribution of this paper is finding the optimum place of perforations and afterwards compare the thermal performance and Nusselt number of the fins with one and two perforation and solid fin. The results showed the fin with two perforation has the higher thermal performance than both the fin with one perforation and solid fin. The main novelty of this paper is in using circular perforation, as expected, due to the lower weight of fin with two perforation than other mentioned fins it has bigger heat transfer coefficient compared to both others. The advantages of circular perforation can be mention as economical reasons and simpleness of implementation as compared to other developed techniques in the literature.

کلیدواژه‌ها English

Laminar flow
Perforated fin
Fin performance
Nusselt number
Optimum place