بررسی عددی تاثیر تخلیه کرونا بر انتقال حرارت و افت فشار در یک شکاف

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، 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

4 دانشجوی دکترا، دانشکده فنی، گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت

چکیده

در مطالعه حاضر، میدان جریان و دما بر روی یک شکاف 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 می‌باشد. در ابتدا پارامترهای میدان الکتریکی حاصل از نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی برای یک صفحه تخت مقایسه شده که از تطابق مناسبی برخوردار می‌باشد. سپس تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل ولتاژ اعمالی، عدد رینولدز جریان و مکان قرارگیری الکترود تزریق‌کننده بر ضریب انتقال حرارت، توان مصرفی و افت فشار جریان مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‎دهد که با افزایش عدد رینولدز افزایش ضریب انتقال حرارت ابتدا به صورت صعودی بوده و سپس کاهش می‎یابد. همچنین با افزایش ولتاژ اعمالی ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد. علاوه بر این کاهش فاصله الکترود تزریق‌کننده از لبه‎های شکاف، به طور چشم‌گیری بر افزایش انتقال حرارت، توان مصرفی و افت فشار جریان تاثیرگذار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Jewell-Larsen NE, Ran H, Zhang Y, Schwiebert MK, Honer KA (2009) Electrohydrodynamic (EHD) cooled laptop. 25th IEEE Semi-Therm Symposium: 261-266.

[2] Moreau E, Léger L, Touchard G (2006) Effect of a DC surface-corona discharge on a flat plate boundary layer for air flow velocity up to 25 m/s. J Electrostat 64: 215-225.

[3] Roberto S, Guillermo A (2006) Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators. J Electrostat 64: 604-610.

[4] Lai FC, Lai KW (2002) EHD-enhanced drying with wire electrode. Drying Technol 20: 1393-1405.

[5] Lai FC, Wang CC (2008) Drying of partially wetted materials with corona wind and auxiliary heat. Proc. ESA Annual Meeting on Electrostatics Paper B1.

[6] Kasayapanand N, Tiansuwan J, Asvapoositkul W, Vorayos N, Kiatsiriroat T (2002) Effect of the electrode arrangements in a tube bank on the characteristic of electrohydrodynamic heat transfer enhancement: low reynolds number. J Enhanc Heat Transf 9: 229-242.

[7] Ahmedou SO, Havet M (2009) Analysis of the EHD enhancement of heat transfer in a flat duct. IEEE T Dielect El In 16: 489-494.

[8] Shakouri Pour M, Esmaeilzadeh E (2011) Experimental investigation of convective heat transfer enhancement from 3D-shape heat sources by EHD actuator in duct flow. Exp Therm Fluid Sci 35: 1383-1391.

[9] Kasayapanand N, Kiatsiriroat T (2005) EHD enhanced heat transfer in wavy channel. Int Commun Heat Mass 32: 809-821. IEEE T Dielect El In 16: 489-494.

[10] 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.

[11] Deylami H.M, Amanifard, N, Dolati F, Kouhikamali R, Mostajiri K, (2013) Numerical investigation of electrohydrodynamic effects on the airflow through corrugated channels. J Mech Eng Sci 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] Adamiak K, Atten P (2004) Simulation of corona discharge in point–plane configuration. Journal of electrostat 61: 85-98.[14] 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.

[15] 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.