انتقال حرارت در بررسی عددی تاثیر لایه پوششی متخلخل روی صفحه جریان آرایه‌ جت‌های برخوردی

آرایه جت‌های برخوردی قادر به افزایش انتقال حرارت در سراسر سطح برخورد هستند. یکی از چالش‌های اساسی در این روش، دشواری تامین توزیع یکنواخت گرما روی صفحه هدف است. پژوهش عددی کنونی، تاثیر خصوصیات صفحه متخلخل در بستر کانال جریان را بر یکنواختی توزیع گرما روی سطح برخورد جت‌ها بررسی می‌کند. پارامترهای مورد مطالعه شامل تخلخل، نفوذپذیری و ضخامت لایه متخلخل است. ضریب ارزیابی عملکرد برای در نظر گرفتن هم‌زمان مقدار انتقال حرارت و میزان یکنواختی توزیع آن روی صفحه‌ی هدف پیشنهاد شده است. نتایج نشان می‌دهند در میان انواع سناریوهای مطالعه شده، پایین‌ترین ضریب عملکرد کلی انتقال حرارت برابر 0/0731 و مربوط به موردی است که لایه متخلخل به طور کامل بستر کانال را پوشش داده و ضرایب نفوذپذیری و تخلخل هر دو در کمترین مقدار خود به ترتیب 12-10×1/76k= و 0/2=ԑ هستند. با این حال هنگامی که ضخامت لایه متخلخل نیمی از عمق کانال را در بر می‌گیرد و ضرایب تخلخل و نفوذپذیری محیط متخلخل به ترتیب در بالاترین (0/8=ԑ) و پایین‌ترین (12-10×1/76k=) مقادیر خود هستند، بهترین عملکرد کلی انتقال گرما معادل با مقدار 23/45 فراهم می‌شود. این پژوهش نشان می‌دهد به کارگیری چیدمان مختلف برای محیط متخلخل می‌تواند روشی موثر برای تامین توزیع یکنواخت‌تر گرما با حفظ نرخ انتقال حرارت بالا در جریان جت‌های برخوردی چندگانه باشد.

numerical investigation of the effect of the porous coating layer on the heat transfer plate in the flow of impinging jet array

the main objective of the current numerical research is to study the effects of covering the impingement surface by a porous layer in order to increase the heat uniformity throughout the surface without losing the advantage of high heat transfer rates in a multiple impinging jet flow. the porosity, permeability and thickness of the porous layer are considered. the results show that among the scenarios studied, the highest overall heat transfer performance coefficient is equal to 23.45 and corresponds to the case where the porous layer covers half of the depth of the channel and the porosity and permeability of the porous medium are at their highest (ԑ=0.8) and lowest (k=1.76*10-12) values, respectively. this study shows that using different arrangement for porous media can lead to a more uniform heat generation rate while maintaining high heat transfer in the flow of multiple impinging jets..