بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال متخلخل با تولید حرارت داخلی

در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال استوانه‌ای بستر دانه‌ای با تولید حرارت داخلی مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. هوای خشک به عنوان سیال عامل در فرایند خنک کاری دانه‌های کروی گرم شده، مورد استفاده قرار گرفته است. حرارت داخلی با روش گرمایش القایی الکترومغناطیس در دانه‌های کروی فلزی استفاده شده در قسمت آزمایش به صورت یکنواخت تولید شده است. قطر دانه‌های کروی در محدوده 5/5 تا 5/7 میلی‌متر است و جنس آنها فولاد ضد زنگ انتخاب شده است. مطالعه حاضر در حالت جریان پایا و در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4500 تا 9500 انجام گرفته است. پارامترهای مختلف ناشی از تغییرات قطر دانه‌ها، سرعت سیال و مقدار حرارت تولیدی بر روی انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال متخلخل مطالعه شده است. با توجه به مطالعات هیدرودینامیکی و حرارتی می‌توان دریافت که با افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش می‌یابد. همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی با افزایش قطر دانه‌ها کاهش یافته است. مقدار حرارت تولیدی تاثیر ناچیزی بر ضریب انتقال حرارت جابجایی داشته است و تاثیر فشار بر روی انتقال حرارت جابجایی اهمیت ناچیزی دارد. کانال متخلخل در مقایسه با کانال خالی ضریب اصطکاک را به شدت افزایش می‌دهد. در کانال خالی ضریب اصطکاک همواره عددی کمتر از واحد است ولی برای کانال متخلخل این پارامتر عددی در محدوده 10 تا 25 گزارش شده است.