دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Numerical analysis of heat transfer in turbulent reciprocating flow in Stirling engine heat exchanger تحلیل عددی انتقال حرارت جریان آشفته رفت و برگشتی در مبدل حرارتی موتور استرلینگ 187 200 676 10.22044/jsfm.2015.676 FA محمدرضا آزموده دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران علی کشاورز ولیان دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران حجت صابری نژاد دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران علیرضا بتوئی دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران Journal Article 2015 09 01 Analysis of reciprocating flow is significant due to the different nature of this flow. An application of reciprocating flow is in heat exchanger of Stirling engine. The most of researches has been often considered to be laminar flow and incompressible, that it isn't appropriate for Stirling engines. In this study, a three-dimensional numerical simulation of reciprocating flow in Stirling engine heat exchanger in a wide of range non-dimensional flow displacement (20-100), high frequency of engine (30-130) and work pressure (5.25-11.5bar) were performed. The flow was considered compressible and turbulent. The characteristic of heat transfer in heat exchanger, the effect of oscillation frequency variation, working pressure and working fluid was studied. It was found that increasing the kinetic Reynolds number, working pressure and non-dimensional flow displacement increase heat transfer in engine's heat exchanger.In the ST500 Stirling engine was observed to increase of 80 percent of non-dimensional flow displacement, oscillation frequency and working pressure enhance 14, 9 and 20 percent the Nusselt number respectively. By replacing the hydrogen instead of helium, a 48 percent increase in heat transfer was observed. تحلیل جریان رفت و برگشتی به دلیل ماهیت متفاوت آن نسبت به جریان‌ یک‌جهته دارای اهمیت می‌باشد. یکی از کاربردهای مهم جریان رفت و برگشتی در مبدل موتور استرلینگ است. در این پژوهش تحلیل عددی سه بعدی جریان رفت و برگشتی در مبدل موتور استرلینگ در بازه وسیعی از دامنه بالای نوسانات جابجایی سیال (100-20) و فرکانس های بالا (130-30 هرتز) و فشار کاری سیال (5/11-25/5 بار) انجام شده است. جریان در این مبدل، تراکم‌پذیر و آشفته در نظر گرفته شده و ضمن بررسی خصوصیات جریان و تاثیر آن بر انتقال حرارت در مبدل، اثر تغییر فرکانس، دامنه جابجایی سیال، فشار کاری و نوع سیال جهت بهبود انتقال حرارت بررسی شده‌است. با این تغییرات مشخص شد که افزایش فرکانس نوسان سیال، افزایش فشار سیال و افزایش جابجایی بی بعد سیال موجب بهبود انتقال حرارت در مبدل موتور می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که افزایش هشتاد درصدی در جابجایی بی بعد سیال، فرکانس نوسانی سیال و فشار کاری سیال به ترتیب به میزان 14، 9 و20 درصد، عدد ناسلت متوسط را افزایش می‌دهد. مشخص می‌شود که با جایگزینی گاز هیدروژن به جای هلیوم، 48 درصد به عدد ناسلت متوسط افزوده می‌شود. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_676_a5f2efa01bdbcc0509986d62bca95705.pdf