مدلسازي عددي انتقال حرارت با استفاده از سيال با جريان نوساني در حضور فوم فلزي

سیستم انتقال حرارت از یك دیواره داغ با استفاده از جریان سیال سرد كننده نوسانی در حضور جامد متخلخل مدلسازی عددی شده است. از سیال سرد كننده در دامنه و فركانس های متفاوت برای سرد كردن دیواره داغ استفاده شده است. به منظور افزایش سطح تماس فاز جامد و سیال و افزایش انتقال حرارت، فوم فلزی متخلخل با تخلخل های متفاوت روی دیواره داغ بكار رفته است. نتایج حاصل از مدلسازی با داده های تجربی موجود در مقالات تطبیق داده شده است. این نتایج نشان می دهد كه با استفاده از فوم فلزی متخلخل در مسیر انتقال حرارت دمای دیواره داغ كاهش بیشتری می یابد و لذا انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین با افزایش ضریب تخلخل انتقال حرارت بیشتر می شود. مدلسازی در دامنه و فركانس های متفاوت از جریان سیال انجام شده است. با افزایش دامنه و فركانس جریان، انتقال حرارت از دیواره به سیال افزایش یافت. لذا پیشنهاد می شود به منظور افزایش انتقال حرارت میان فاز جامد و سیال، از جریان سیال با دامنه و فركانس بالا و در حضور جامد متخلخل با تخلخل زیاد استفاده شود.

Heat transfer of oscillating flow under various oscillatory frequencies through metal foams has been numerically studied. These foams were attached on a wall subjected to a constant wall heat flux. In order to increase fluid-solid-contact surface area and heat transfer, employing of the metal foams with various porosities was studied. Obtained results were validated with available experimental results for a heat sink with metal foam inserts. Computed results show that the use of metal foam with an increased porosity can significantly decrease the wall temperature and increase the heat transfer rate. The effects of the amplitude and frequency of oscillating flow on heat transfer in metal foam were analyzed as well. The results indicate that the heat transfer was augmented with increasing the amplitude and frequency of oscillating flow. Based on the results of the present study, better heat transfer performance can be achieved by using high porous metal foam under the condition of oscillating flow at high amplitude and frequency