Υπολογιστική διερεύνηση της επίδρασης στο ροϊκό και θερμικό πεδίο αγωγού ορθογωνικής διατομής και σταθερής θερμοκρασίας τοιχωμάτων, ενός vortex generator τύπου διαμήκους επιπέδου ελάσματος, για διαφορετικούς λόγους διαστάσεων της διατομής του αγωγού και του πλάτους του ελάσματος, για τυρβώδης ροή
Loading...
Date
2024-03-06
Authors
Πετρόπουλος, Χριστόφορος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι γεννήτριες δινών (Vortex Generators) προτείνονται ως μια αποτελεσματική τεχνική για τη βελτίωση της μεταφοράς θερμότητας. Στην παρούσα εργασία, εξετάζεται η επίδραση ενός Vortex Generator τύπου διαμήκους επίπεδου ελάσματος στο ροϊκό και θερμικό πεδίο ενός ορθογωνικού αγωγού. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε για έξι διαφορετικές περιπτώσεις με διάφορες διαστάσεις της διατομής του αγωγού και του πλάτους της ράμπας, συμπεριλαμβανομένων των λόγων διαστάσεων διατομής (ύψος / πλάτος) 3/2, 2/2, 1/2, καθώς και των λόγων πλάτους ελάσματος προς πλάτος αγωγού 0,1 και 0,05. Αρχικά, παρουσιάζονται οι βασικές θεωρητικές γνώσεις στον τομέα της ρευστομηχανικής και της μετάδοσης θερμότητας που απαιτούνται για την κατανόηση της εργασίας. Επιπλέον, γίνεται εισαγωγή στην χρήση του λογισμικού ANSYS FLUENT για την υπολογιστική ρευστοδυναμική
προσομοίωση.
Στο κύριο μέρος της εργασίας, πραγματοποιείται η κατασκευή της γεωμετρίας που εξετάζεται, με το έλασμα να σχηματίζει γωνία 30° με τον αγωγό, και εφαρμόζεται η διακριτοποίηση. Στη συνέχεια, διερευνάται ο βέλτιστος αριθμός υπολογιστικών στοιχείων που απαιτούνται για την
προσομοίωση. Επιλέγεται το μοντέλο τύρβης k-ε Realizable για την επίλυση και καθορίζονται οι συνοριακές συνθήκες.
Στη συνέχεια, πραγματοποιείται η προσομοίωση, και η εργασία ολοκληρώνεται όταν επιτυγχάνονται τα κριτήρια σύγκλισης που έχουν τεθεί. Αναφορικά με τα αποτελέσματα, παρατηρείται ότι όταν το έλασμα είναι αρκετά λεπτό σε σχέση με το πλάτος του αγωγού (λόγος 0,05), επιτυγχάνονται τα καλύτερα αποτελέσματα με αύξηση του αριθμού Nu κατά 7%, με μικρές απώλειες τριβής (αύξηση των απωλειών κατά 5%).
Description
Keywords
Γεννήτριες δινών, Ενίσχυση μεταφοράς θερμότητας, Τυρβώδεις ροές, Προσομοιώσεις υπολογιστικής ρευστοδυναμικής