بهبود عملکرد حرارتی یک کانال مستطیلی به کمک آرایش مختلف بافل‌های v شکل

یکی از راه کارهای افزایش انتقال گرما در کانال هواگرمکن های خورشیدی افزودن بافل در مسیر عبور جریان سیال می باشد. در این مطالعه به بررسی ویژگی های انتقال گرما  و جریان سیال در کانالی با مقطع مستطیل شکل دارای بافل های v شکل که بر روی دو صفحه گرمکن خورشیدی در بالا و پایین کانال قرار دارد پرداخته شده است. پارامترهای بررسی شده شامل تعداد ردیف بافل ها، گام بافل ها و ارتفاع بافل ها در اعداد رینولدز مختلف می باشند. عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد حرارتی به عنوان پارامترهای خروجی مورد بررسی قرار گرفته اند. معادلات حاکم بر مساله شامل پیوستگی، مومنتوم و انرژی می باشد. از مدل توربولانسی standard k-ԑ برای حل جریان آشفته در کانال استفاده شده است. نتایج نشان دهنده این است که با افزایش تعداد ردیف بافل، سرعت جریان هوا افزایش یافته و به تبع آن انتقال گرما نیز افزایش می یابد. در بررسی گام های مختلف مشخص شد کانال با بافل هایی با گام 50 میلی متر بیشترین ضریب عملکرد حرارتی را دارد. هم چنین با افزایش ارتفاع بافل ها در سطح انتقال گرما ثابت، به علت افزایش سرعت جریان عبوری از روی بافل، ضریب عملکرد در حدود %28 افزایش پیدا می کند.

thermal performance improvement of a rectangular channel using different arrangements of v-shaped baffles

one solution to increase the heat transfer in a channel of solar air heaters is adding baffles along the air path. in this study, investigation on the characteristics of heat transfer and fluid flow in a rectangular channel with v-shaped baffles located at the top and bottom walls of the heater is studied. the parameters such as baffle arrangement, baffle pitch and baffle height at differentreynolds numbers are examined. nusselt number, friction factor and thermal performance coefficient have been investigated as output parameters. the governing equations include continuity, momentum and energy. the standard k-ԑ model is used to simulate the turbulence model in the channel. the results indicate that by increasing the number of baffle rows, the airflow velocity increases, flow becomes more turbulent and consequently the heat transfer increases. in the study of different baffle pitches, it was found that the channel with baffles with a step of 50 mm has the highest thermal performance coefficient. also, by increasing the baffle height at a constant heat transfer surface, due to the increase in the velocity of the flow passing through the baffles, the coefficient of performance increases by about 28%.