Об оптимальных условиях для установки перегородки в потоке за обратным уступом для максимальной её эффективности
Г. Эслами1, А. Кербалаи2
1Исламский университет Азад, Ахар, Иран
gh.eslami@iau-ahar.ac.ir; gh.eslami@gmail.com
2Университет центральной Флориды, Орландо, США
Ключевые слова: обратный уступ, интенсификация теплообмена, перегородка, параметр оценки эффективности, оптимизация
Страницы: 813-833
Аннотация
Многочисленные исследования показывают, что установка перегородки в канале способствует улучшению теплообмена в потоках за обратным уступом. Очевидно, вследствие этого увеличивается перепад давления в канале. В представленной работе основное внимание уделяется поиску оптимального места для установки и лучшей ориентации перегородки с целью максимизации ее тепловых характеристик. Рассматривается установившееся ламинарное течение несжимаемой жидкости в канале с расширением ER = 2 при частично нагреваемой постоянным тепловым потоком нижней стенке канала. В ходе численного моделирования уравнения Навье-Стокса решались методом конечных элементов. Для решения данной проблемы определено два новых подхода, связанных с ограничением максимальной температуры и параметром оценки эффективности. Также проведено исследование независимости полученных результатов от расчетной сетки. Результаты численного моделирования показали хорошее согласование с опубликованными ранее данными. В ходе исследования определяется небольшая зона рядом с уступом для установки перегородки, которая дает более высокие значения параметра оценки эффективности и ограниченного параметра оценки эффективности. Показано, что в указанных обстоятельствах случай ( X b, Y b, a ) = (0,3, 0,9, -15°) обеспечивает лучшую теплопередачу (75 %), а случай ( X b, Y b, a ) = = (0,3, 0,9, 30°) является наиболее оптимальным с точки зрения тепловых характеристик с ограниченным параметром эффективности, который составил 1,257.
|
