بررسي تجربي افزايش انتقال گرماي الكتروهيدروديناميكي در جريان جابه‌جايي طبيعي درون لوله

Experimental investigation of heat transfer enhancement using EHD in internal natural convection

الكتروهيدروديناميك يكي از روش‌هاي افزايش انتقال گرما مي‌باشد. در پژوهش حاضر، افزايش انتقال گرماي جابه‌جايي طبيعي درون يك لوله عمودي در اثر اعمال ميدان الكتريكي قوي (الكتروهيدروديناميك) به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور از يك الكترود سيمي با قطبيت مثبت در راستاي محور لوله استفاده شده است. اين در حالي است كه ديواره داخلي لوله به زمين متصل شده است. الكتروهيدروديناميك با توليد باد يوني كه از الكترود سيمي به سمت ديواره لوله جريان دارد، موجب برهم زدن لايه مرزي گرمايي و افزايش انتقال گرما مي‌شود. اين پژوهش شامل بررسي اثر قطر الكترود سيمي و ميدان الكتريكي بر افزايش انتقال گرما مي‌باشد. نتايج به صورت عدد ناسلت موضعي در راستاي لوله و عدد ناسلت متوسط گزارش شده است. بررسي‌ها حاكي از آن بود كه كاهش قطر الكترود سيمي موجب افزايش ميزان انتقال گرما از لوله مي‌شود. علاوه بر اين افزايش جريان الكتريكي ناشي از ميدان الكتريكي قوي موجب افزايش عدد ناسلت در لوله مي‌شود. در كمترين قطر سيم، بيشترين عدد ناسلت مشاهده شد كه 03/2 برابر حالت بدون اعمال ميدان الكتريكي مي‌باشد.

Electrohydrodynamic (EHD) is one of the techniques used for heat transfer enhancement. In the present study, the enhancement of natural convection heat transfer inside a vertical tube under applying a strong electrical field is experimentally investigated. For this purpose, a wire electrode with positive polarity is used along the pipe axis while the inner surface of the tube is the grounded. EHD disturbs the thermal boundary layer by generating ionic wind which flows from wire electrode towards the tube wall and causes the heat transfer enhancement. In this study, the effects of wire electrode diameter and also electrical field on heat transfer enhancement are investigated. Obtained data are reported as local Nusselt number along the pipe axis and mean Nusselt number. The results show that decreasing the wire electrode diameter increases the heat transfer in the tube. In addition, increasing of electrical current due to strong electrical field increases the Nusselt number. At the lowest wire electrode diameter, the highest Nusselt number was observed which was 2.03 fold the case with no electrical field applied.