بررسي تاثير مكان و نوع پره‌هاي مثلثي ضخيم، در انتقال حرارت جابه‌جايي طبيعي حفره مربعي پره‌دار در اعداد رايلي مختلف و تحت زواياي چرخش مختلف به صورت عددي

Numerical investigation of the effect of location and types of tiangular fins on natural convection heat transfer in a square cavity with varying rayleigh number and incline angle

در اين پژوهش به صورت عددي و با استفاده از حل گر فلوينت 16، پديده جابه جايي طبيعي درون حفره در حالت هاي مختلف بررسي مي شود. يكي از كاربردهاي اين پديده بهبود بازده سيستم هاي حرارتي است. اعداد رايلي در اين پژوهش در محدوده 3^10 تا 6^10 كه محدوده جريان آرام است تغيير مي كند و حفره مربعي پره دار تحت زواياي چرخش 0 تا 90 با فواصل يكسان برابر با 15 قرار داده شده است. محاسبات در پنج حالت مختلف تكرار شده است. حالت اول حفره بدون پره و حالت دوم حفره همراه با دو پره مثلثي در سطح سرد و گرم است. در حالت سوم، چهارم و پنجم پره هاي مثلثي پيوسته به ترتيب در سطح گرم، سرد و يا هردو سطح گرم و سرد حفره قرار گرفته اند. در تمام محاسبات عدد پرانتل برابر با 0.71 در نظر گرفته شده است. مشاهده مي شود كه با افزايش عدد رايلي، عدد نوسلت در تمام حالات افزايش ميابد. همچنين با افزايش زاويه چرخش، ابتدا عدد نوسلت تا زاويه مشخصي افزايش و بعد از آن كاهش ميابد. اين روند در تمام حالات و در تمام اعداد رايلي تكرار مي شود. همچنين مشاهده مي شود عدد نوسلت در حفره همراه با پره نسبت به حفره بدون پره افزايش ميابد و حضور پره هاي مثلثي پيوسته در سطح سرد و حضور دو پره مثلثي گسسته در سطح گرم و سرد، به ترتيب باعث بيشترين و كمترين افزايش عدد نوسلت نسبت به حالت حفره بدون پره مي شوند.

In this article , natural convection phenomenon in cavity is studied numerically at different cases. This phenomenon is common in improving the efficiency of thermal systems. In this study Rayleigh numbers are between 10^3 and 10^6 that are in the range of laminar regime. Finned cavity has incline angles between 0 to 90 degrees. Computations are repeated in five different cases. In the first case cavity has no fin, in the second case two triangular fins are located in both hot and cold walls, in the third, forth and fifth cases continuous triangular fins are located in hot, cold and both side respectively. Prandtl number is 0.71 in all calculations. Finally it is found that Nusselt number is an increasing function of Rayleigh number in all calculations. also, Increasing the inclination to the certain incline angle made Nusselt number to increase and after that it decreases with the increase of incline angle. This happens in all cases and all Rayleigh numbers. Nusselt number in finned cavity is greater than that in cavity without fin. Continuous triangular fins in cold side and two triangular fins in both side cause the maximum and minimum increase of Nusselt number compare to the cavity without fin respectively.