تاثیر عدد پرانتل بر جریان و انتقال حرارت در جت برخوردی

تغییرات در خواص فیزیکی سیال باعث می شود که کاربرد مدل های مختلف جریان آشفته مورد بحث قرار گیرد. در گذشته تحقیقات بیانگر این نکته بود که عدد پرانتل آشفته بصورت ثابت در کل یک جریان و برابر 1 و یا نزدیک آن است. اما تحقیقات اخیر نشان می دهد که عدد پرانتل آشفته احتمالا تابعی از متغیرهای حرارتی مایع و همچنین خواص فیزیکی آن است. لازم به ذکر است که تغییر خواص فیزیکی سیال نیز قابل توجه است. از طرفی امروزه توربین های گازی نقش مهمی در صنعت ایفا می کنند، بنابراین بالا بردن راندمان این توربین ها اهمیت ویژه ای پیدا می کند. یکی از راه های افزایش راندمان توربین گاز، افزایش دمای گاز در داخل محفظه ی احتراق است. این افزایش دما باعث افزایش دمای ورودی توربین می شود و در پی آن با توجه به اینکه پره های توربین توانایی تحمل دمای بالا را ندارند، از روش های خنک کاری پره های توربین استفاده می شود. تا از این طریق طول عمر پره های توربین افزایش یابد. در تحقیق حاضر سعی شده تا با بررسی تحقیقات گذشته در زمینه تاثیر عدد پرانتل آشفته بر جریان و انتقال حرارت در جت برخوردی گام مثبتی در زمینه افزایش طول عمر پره های توربین برداشته شود. بررسی ها نشان داد این نکته که عدد پرانتل آشفته در کل یک جریان بصورت ثابت و برابر 1 و یا نزدیک آن است، رد می شود. با بررسی اعداد مختلف پرانتل آشفته و تاثیر آن بر توزیع ناسلت محلی، مشخص شد که افزایش عدد پرانتل آشفته باعث بهبود کیفیت و دقت نتایج حاصل از ناسلت محلی می شود. همچنین با مقایسه ی نتایج بدست آمده از روش صریح مرتبه دو و مدل پخش گردابه ای ساده، مقدار 0.7 بعنوان جایگزین مقدار رایج پیش فرض عدد پراتل آشفتگی (یعنی 0.85) پیشنهاد می شود. زیرا با اعمال عدد پرانتل آشفتگی برابر 0.7، پیش بینی مناسبی از توزیع دما در خنک کاری لایه ای در هندسه ی مورد بررسی مشاهده شد.