چکیده:
در پژوهش حاضر، جریان سیال غیرنیوتنی در کانال، با محور متقارن بهمراه یک دیواره متخلخل بمنظور خنک کاری دیسک های توربین به صورت عددی وتحلیلی شبیه سازی شده است. روش تحلیلی بکار رفته برای حل معادلات بقای جرم، بقای مومنتم و بقای انرژی از جریان سیالات غیر نیوتنی در محیط متخلخل، توسط اکبری گنجی AGM می باشد. به منظور اعتبار سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی، نتایج بدست آمده از روش تحلیلی AGM توسط نرم افزار دیگر به نام (Flex-PDE) که یک نرم افزار قدرتمند در زمینه شبیه سازی عددی می باشد، مقایسه شده که نشان دهنده دقت مطالعه حاضر می باشد. همچنین در این تحقیق تاثیر پارامتر های فعال نظیر عدد پرانتل(Pr)، متغیر ویسکوزیته متقابل(K1) ، شاخص قانون توان (n) و عدد رینولدز تزریق (Re) روی پروفیل سرعت (η)f و دمای بی بعد (η)qn مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که Re دارای یک رابطه مستقیم با پروفیل توزیع سرعتf و برخلاف آن دارای رابطه معکوس با پروفیل توزیع دما qn می باشد. بعلاوه، شبیه سازی حاکی از آن است که AGM یک راه حل مناسب برای نتیجه گیری مسائل غیر خطی است.
خلاصه ماشینی:
به منظور اعتبار سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی، نتایج بدست آمده از روش تحلیلی AGM توسط نرم افزار دیگر به نام (Flex-PDE) که یک نرم افزار قدرتمند در زمینه شبیه سازی عددی می باشد، مقایسه شده که نشان دهنده دقت مطالعه حاضر می باشد.
مقایسه ی خروجی حل به روش AGM ، Flex-PDE برای مقادیر مختلف از پارامتر های تاثیر گذار نظیر عدد پرانتل(Pr)، متغیر ویسکوزیته متقابل(K1) ، شاخص قانون توان (n) و عدد رینولدز تزریق (Re) در شکل های زیر نشان داده شده است.
03 به تصویر صفحه مراجعه شودشکل11-کانتور f' (η)و برای مقادیر متفاوتی از K1 ,Re برای حالتیکه Pr=1, n=1 به تصویر صفحه مراجعه شودشکل12-کانتور f(η)و برای مقادیر متفاوتی ازK1 برای حالتیکه Pr=1, n=1,Re=1 در این مطالعه، از روش اکبری-گنجی (AGM) برای بدست آوردن راه حل تحلیلی صریح مسئله انتقال حرارت جریان سیال غیرنیوتنی در یک کانال با دیواره متخلخل بمنظور سرمایش دیسک های توربین بکار برده شده است (شکل 1).
بر اساس این مقایسه مشاهده می شود، نرخ خطا برای پروفیل های دما و سرعت از مقادیر مختلف (K1, Re, n, Pr) بسیار پایین است، که نشان دهنده تطابق مناسب بین روش AGM و نرم افزار Flex-PDE می باشد.
بعلاوه در این پژوهش، تغییرات نرخ انتقال حرارت بی بعد (عدد ناسلت (NU)) از طریق عدد رینولدز (Re) برای مقادیر متغیر شاخص قانون توان و عدد پرانتل در اشکال (a-b)7 نشان داده شده است.
S. , "Investigation of heat transfer for cooling turbine disks with a non-Newtonian fluid flow using DRA", Case Studies in Thermal Engineering 6 (2015) 40–51.