Экспериментальное и численное исследование теплообмена при вынужденной конвекции через массив ребер с различными пересекающимися перфорациями
Х. Саадат1, М.М. Тавакол1, М. Яхуби2,3
1Исламский университет Азад, Шираз, Иран
tavakolmm@shirazu.ac.ir
2Ширазский университет, Шираз, Иран
3Иранская Академия наук, Шираз, Иран
Ключевые слова: перфорированные ребра, конвекционный теплообмен, эффективность, турбулентный поток, вычислительная гидродинамика, perforated fins, convection heat transfer, effectiveness, turbulent flow, CFD
Страницы: 573-590
Аннотация
В статье представлено экспериментальное исследование и численное моделирование характеристик теплопереноса для нового типа ребер с пересекающимися перфорациями. Сопряженные уравнения описывают динамику турбулентного течения и теплопередачу вокруг и внутри ребер и решаются с использованием программы, реализующей метод конечных объемов. Решение представлено для ребер с двумя типами перфораций: круглой и квадратной, число Рейнольдса по длине ребра изменяется в интервале от 2×104 до 4×104. Результаты численного моделирования воспроизводят картину течения и теплопереноса для каждой конфигурации ребра. Для проверки адекватности числовой модели выполняется сравнение для сплошных и перфорированных ребер, при этом наблюдаются приемлемые закономерности теплообмена. Также проведена серия измерений для моделей перфорированного ребра с одним продольным (по направлению течения) и одним поперечным отверстиями. Показано, что из всех протестированных конфигураций вариант ребра с одной продольной и тремя поперечными перфорациями обладает лучшими характеристиками теплообмена. Кроме того, установлено, что перфорация круглой формы эффективнее квадратной перфорации для регулирования как теплообмена, так и перепада давления.
|
