تاثیر خروج از مرکز پره حلقوی در دسته پره‌های در معرض جریان بر روی تنش‌های حرارتی آن

در این مقاله، تاثیر جریان سیال گذرنده از روی یک دسته پره حلقوی با خروج از مرکزهای مختلف برروی تنش‌های حرارتی ایجاد شده در پره‌ها بررسی می‌شود. برای حل معادلات جریان متلاطم در سیال و تنش حرارتی در جامد به ترتیب از روش حجم محدود و المان محدود استفاده می‌شود. در این مطالعه تاثیر 2 گام و 4 ارتفاع پره بر روی میزان تنش حرارتی پره‌ها بررسی می‌گردد. سپس در هر ارتفاع پره، اثر 5 خروج از مرکز به منظور کاهش تنش‌های حرارتی ایجاد شده در پره‌ها در نظر گرفته می‌شود. نتایج نشان می‌دهد در هر ارتفاع پره، یک خروج از مرکز بهینه وجود دارد که میزان تنش حرارتی در پره در آن حالت از بقیه حالات کمتر است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که بیشترین درصد کاهش تنش در پره نسبت به حالت بدون خروج از مرکز در هر دو گام 4 و 8 میلی‌متر مربوط به ارتفاع 4 میلی‌متری پره و به ترتیب بیش از 30% و 35% می‌باشد. بعلاوه، در خروج از مرکز بهینه پره‌ها، اگرچه کاهش تنش حرارتی قابل ملاحظه است اما افت فشار و انتقال حرارت به نسبت حالت بدون خروج از مرکز تفاوت ناچیزی دارد.

the effect of the eccentricity of the annular fin in the bundle of fins exposed to flow on its thermal stresses

in this paper, the effect of the passed fluid flow around a fin in the bundle of annular fins with different eccentricities on thermal stresses created in it is discussed. to solve the turbulent fluid flow equations and thermal stress in solid, the volume element with the k-ε model and finite element methods are used, respectively. the results are obtained for 2 fin spacing and 4 heights of fins. then, in each fin height, the effect of 5 eccentricities on the decrease of thermal stress is considered. the results show that at each fin height, there is an optimal eccentricity for which the thermal stress in the fin reaches its minimum value. the results show that the maximum decrease of thermal stress in optimal eccentricity related to fin height of 4mm for both fin spacing of 4 mm and 8mm is 30, and 35% respectively. according to the results of this paper, although the difference between both pressure drop and heat transfer values in two eccentricity optimal cases and concentric cases are negligible, thermal stress reduction is observable.