بررسی عددی تاثیر میدان الکتریکی بر میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری روی یک پله پسرو

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای دانشکده فنی ،گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت

2 دانشیار، دانشکده فنی، گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت

3 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رودسر

چکیده

در مطالعه حاضر، میدان جریان و دما روی یک پله پسرو تحت تاثیر میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ بالا در شرایط دو بعدی، آشفته، غیرقابل تراکم و پایدار به صورت عددی، مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل‌سازی عددی با نگرش حجم محدود و بر اساس حل معادلات میدان الکتریکی، جریان و انرژی است. در ابتدا پارامترهای میدان الکتریکی حاصل از نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی برای یک صفحه تخت، مقایسه شده که از تطابق مناسبی برخوردار است؛ سپس تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل،  ولتاژ اعمالی، عدد رینولدز جریان و مکان قرارگیری الکترود تزریق‌کننده بر ضریب انتقال حرارت و افت فشار مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج،  نشان می‌دهد که در رینولدزهای پایین‌تر و ولتاژهای بالاتر، اعمال میدان الکتریکی تاثیر به‌سزایی در افزایش انتقال حرارت دارد. علاوه بر این کاهش فاصله الکترود تزریق‌کننده از لبه پله، به طور چشم‌گیری سبب افزایش انتقال حرارت و تغییرات در افت فشار می‌شود. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Le H, Moin P, Kim K (1997) Direct numerical simulation of turbulent flow over a backward-facing step. J Fluid Mech 330: 349-374.

[2]  Nie JH, Armaly BF (2002) Three-dimensional convective flow adjacent to backward-facing step-effects of step height. Int J Heat Mass Transfer 45: 2431-2438.

[3]  Armaly BF, Li A, Nie JH (2003) Measurements in three-dimensional laminar separated flow. Int J Heat Mass Transfer 46: 3573-3582.

[4]  Erturk E (2008) Numerical solutions of 2-D steady incompressible flow over a backward-facing step. Comput & Fluids 35: 633-655.

[5] Mushatet KS (2011) Simulation of turbulent flow and heat transfer over a backward-facing step with ribs turbulators. Thermal Science 15(1): 245-255.

[6] Bergles AE, Nirmalan V, Junkhan JH, Webb RL (1983) Bibliography of augmentation of convective heat and mass transfer. part 2, Report HTL-31, ISU-ERI-Ames-84221, Heat Transfer Laboratory, Iowa State University, Ames, IA.

[7] Bergles AE, Jensen MK, Somerscales EFC, Manglik RM (1991) Literature review of heat transfer enhancement technology for heat exchanges in gas-fired applications. Report GRI 91-0146, Gas Research Institute, Chicago.

[8] Bergles AE, Jensen MK, Shome B (1995) Bibliography on enhancement of   convective heat and mass transfer. Report HTL-23, Heat transfer laboratory, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY. 

[9] Kasayapanand N, Kiatsiriroat T (2005) EHD enhanced heat transfer in wavy channel. Int Commun Heat Mass 32: 809-821

[10] Tathiri Gh, Pouryoussefi Gh, Doostmahmoudi A, Mirzaei M (2014) Experimental investigation of the effect of dielectric barrier on induced velocity of quiescent air boundary layer with comparison of corona wind and AC-DC DBD plasma. Journal of Solid and Fliud Mechanics 3(4): 103-110.

[11] Deylami HM, Amanifard N, Dolati F, Kouhikamali R, Mostajiri K (2013) Numerical investigation of electrohydrodynamic effects on the airflow through corrugated channels. Part C: J Mech Eng Sci 227(12): 2730–2741.

[12] Yazdani M, Seyed-Yagoobi J (2014) Heat transfer enhancement of backstep flow by means of EHD conduction pumping. Int J Heat Mass Transfer 73: 819–825.

[13] Alamgholilou, Esmaeilzadeh E (2012) Experimental investigation on hydrodynamics and heat transfer of fluid flow into channel for cooling of rectangular ribs by passive and EHD active enhancement methods. EXP Therm Fluid Sci 38: 61-73.

[14] Deylami HM, Amanifard N, Dolati F, Kouhikamali R, Mostajiri K (2013) Numerical investigation of using various electrode arrangements for amplifying the EHD enhanced heat transfer in a smooth channel. J Electrostat 277(12): 2730-2741.

[15]  FLUENT 6.3 user’s guide, Fluent Inc., Lebanon, NH (2006).

[16] Adamiak K, Atten P (2004) Simulation of corona discharge in point–plane configuration. J Electrostat 61: 85-98.

[17] Oussalah N, Zebboudj Y (2006) Finite-element analysis of positive and negative corona discharge in wire-to-plane system. Eur Phys J Appl Phys 34: 215–223.