پيش بيني محدوده عدد پرانتل آشفته در جت شياري برخوردي با تركيب مدل هاي مرتبه دوم رينولدز پايين

Combination of Low Reynolds-Number Second Moment Closure Models for Predicting the Turbulent Prandtl Number in a Slot Impinging Jet

اين مقاله بر روي بهبود پيش بيني پارامترهاي ميدان جريان و انتقال حرارت از طريق تركيب مدل هاي مرتبه دوم رينولدز پايين آشفتگي و مدل هاي مرتبه دوم شار حرارتي آشفته بحث مي كند. يك جت شياري برخوردي با نسبت 6 =H/W در سه عدد رينولدز متفاوت 5200،7800 و 10400 مورد تحليل قرار گرفته است. براي مدل سازي جمله شار حرارتي آشفته از سه مدل جبري مرتبه دوم صريح استفاده شده است. نتايج تحليل عددي نشان مي دهد كه مدل-هاي شار حرارتي آشفته تاثير محسوسي در پيش بيني توزيع دما و عدد ناسلت در انتقال حرارت جت برخوردي دارند. مقايسه نتايج حل عددي با مقادير تجربي موجود نشان مي دهد كه مدل يونيس در تركيب با مدل هاي مرتبه دو رينولدز پايين جريان، پيش بيني قابل قبولي براي توزيع عدد ناسلت موضعي ارايه مي دهد. به علاوه نتايج به دست آمده در تحقيق حاضر نشان مي دهد كه فرض ثابت بودن عدد پرانتل آشفته در انتقال حرارت برخوردي دور از واقعيت بوده و اين پارامتر در جت شياري برخوردي، در محدوده 5/0 تا 7 تغيير مي كند. همچنين افزايش عدد رينولدز منجر به افزايش عدد پرانتل آشفته در نواحي نزديكي ديواره مي شود اما اين پارامتر تاثير محسوسي بر عدد پرانتل آشفته با در فواصل دور از ديوار ندارد.

This paper discusses improving the prediction of flow and heat transfer in jet impingement through the combination of low Reynolds-number second moment closure turbulence models. A slot impinging jet with the H/W=6 at three different Reynolds numbers 5200, 7800 and 10,400 are numerically analyzed. Three different explicit algebraic heat flux models are applied for predicting turbulent heat fluxes. Numerical results show that the turbulent heat flux model plays an important role in accurately predicting jet impinging heat transfer. The comparisons show that the model of Younis et al. is in reasonable agreement with the available experimental data for predicting local Nusselt number. Also results show that the turbulent Prandtl cannot be assumed as a constant prescribed value. It has been shown that this parameter is varied, ranging from 0.5–7.0 considering the distance from the wall. The jet Reynolds number affects the predicted turbulent number only in the region which is near the wall.