اندرکنش سیال-جامد و انتقال حرارت درون محفظه شیب‌دار با پره ارتجاعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان

1 هیات علمی دانشگاه فنی و حرفه ای/آموزشکده فنی و حرفه ای پسران بروجن

2 عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

10.48301/kssa.2023.395506.2538

چکیده

در این مطالعه اثرات برهم‌کنش دوطرفه سیال هوا با یک پره ارتجاعی لاستیکی در یک محفظه شیب‌دار به روش عددی مدل-سازی شده است. دیوار‌های بالا و پایین محفظه عایق، دیوار سمت چپ گرم و دیوار سمت راست محفظه سرد است. هدف این است که به بررسی نرخ انتقال حرارت از دیوار گرم با محاسبه عدد نوسلت و تنش فون میزز در ریشه پره در شیب‌های مختلف محفظه بپردازیم. بدین منظور هندسه حل در محیط نرم‌افزار workbench مدل‌سازی شد. برای حل جریان جابجایی مغشوش (Ra>107) از روش k-e استفاده‌ شده است. در گام نخست تأثیر وجود پره ارتجاعی در مقایسه با پره صلب بررسی شد و مشخص شد که ارتجاعی بودن پره منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت داخل محفظه می‌شود. سپس تأثیر شیب محفظه بر میزان انتقال حرارت و عدد نوسلت و تنش فون‌میزز در ریشه پره بررسی شد. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که مقدار انتقال حرارت و عدد نوسلت با افزایش شیب محفظه، افزایش می‌یابد. همچنین دیده شد که مقدار تنش فون‌میزز در ریشه پره تابعی از شیب محفظه است. مقدار تنش فون‌میزز ریشه پره نوسانات شدیدی متحمل می‌شود و به سمت یک عدد ثابت میل می‌کند و بعد از چند ثانیه به یک حالت پایا می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Transient Fluid-Solid Interaction and Heat Transfer in a Inclined Cavity with Elastic Baffle

نویسندگان [English]

  • Ayoub Khosravi Farsani 1
  • Behroz Asadi Borujeni 2
1 Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University, Tehran, Iran
2 Instructor, Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational Univercity (TVU),Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this study, the effects of fluid-solid interaction with an elastic rubber baffle in an inclined cavity have been modeled numerically. The upper and lower walls of the insulated chamber, the left wall is hot and the right wall is cold. The goal is to investigate the rate of heat transfer from the hot wall by calculating the Nusselt number and the von Mises stress at the root of the baffle at different slopes of the cavity. For this purpose, the solution geometry was modeled in the workbench software environment. k-e method is used to solve the turbulent displacement flow (Ra>107). In the first step, the effect of the presence of an elastic baffle compared to a rigid baffle was investigated and it was found that the elasticity of the baffle leads to an increase in the rate of heat transfer inside the cavity. Then, the effect of the Inclined Cavity on the heat transfer rate, Nusselt number and von Mises stress in the root of the baffle was investigated. The obtained results indicate that the amount of heat transfer and Nusselt number increases with increasing the slope of Cavity. It was also seen that the amount of von Mises stress at the baffle root is a function of the cavity slope. The Von Mises stress value of the root of the baffle undergoes severe fluctuations and tends towards a constant number and reaches a steady state after a few seconds.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural convection
  • Solid-fluid interaction
  • Heat transfer
  • Elastic baffle
  • Inclined Cavity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 13 شهریور 1402
  • تاریخ دریافت: 19 اردیبهشت 1402
  • تاریخ بازنگری: 05 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش: 08 شهریور 1402