تاثير حفره در مولد گردابه مستطيلي شكل بر عملكرد حرارتي - هيدروديناميكي ميني‌ كانال

The effect of hole on the rectangular vortex generator on thermal-hydrodynamic performance of the minichannel

يكي از راهكارهاي افزايش انتقال حرارت در ميني‌كانال‌ها اضافه‌نمودن مولدهاي گردابه است؛ در اين مقاله به بررسي عددي تاثير حضور حفره در مولدهاي گردابه، بر روي مولفه‌هاي انتقال حرارتي پرداخته شده‌است. ميني‌كانالي بطول 50 ميليمتر با يازده عدد مولد گردابه مستطيل شكل، داراي حفره‌هايي به حجم 5 تا 60 درصدِ حجم مولد گردابه، در محدود اعداد رينولدز 200-1000 و سيال پايه آب، تحت شار ثابت، مورد تحليل قرارگرفته‌است. نتايج نشان مي‌دهد، ايجاد حفره روي مولدهاي گردابه افت فشار حاصل از وجود موانع در برابر جريان را كاهش داده و در عدد رينولدز 1000 بين مينيمم و ماكزيمم اندازه حفره مي‌توان كاهش 34/7 درصدي افت فشار را مشاهده نمود. عدد ناسلت نيز، در ابتدا با ايجاد حفره روند افزايشي و سپس با افزايش اندازه آن بدليل كوچك‌شدن گردابه در پشت موانع، روند نزولي داشته‌است؛ بطوريكه در ماكزيمم عدد رينولدز با افزايش اندازه حفره، كاهش 34/3 درصدي عدد ناسلت مشاهده شد. همچنين نتايج نشان داد كه ماكزيمم معيار ارزيابي عملكرد براي عدد رينولدز 200، در نمونه 15VG- و با افزايش عدد رينولدز در نمونه‌هايي با حفره‌هاي كوچكتر بدست‌آمده، كه در رينولدز 1000 ماكزيمم مقدار معيار ارزيابي عملكرد در نمونه 05VG- نشان داده‌ شده‌ است.

There are several ways to increase heat transfer in mini-channels, like adding a vortex generator. In this paper, the effect of the presence of the hole on vortex generators on the heat transfer parameters is examined. In this study, a 50 mm long minichannel with eleven rectangular vortex generators, with holes with area of 5 to 60% of the vortex generator area, was analyzed with water-based fluid under constant flux in the range of Reynolds numbers 200-1000. The results showed the presence of holes on the vortex generators reduced the pressure drop resulting from the obstruction against the fluid flow and 34.7% decrease in pressure drop is observed for minimum and maximum area of holes in Reynolds number 1000. The Nusselt number is increased by existence of a hole in the Reynolds numbers range and then is decreased by increasing the size of the hole due to the reduction of the vortex size behind the obstacle, so that in the maximum Reynolds number by increasing hole size, 34.3% decrease is observed.