بهبود عملکرد حرارتی پره های مستطیلی شکل سوراخ دار

در این مقاله، جریان آرام غیر قابل تراکم سه بعدی هوا بر روی پرههای سوراخدار مستطیلی شکل با سوراخ دایرهای به صورت عددی مطالعه گردید. هندسه مورد مطالعه پره‌ای با 1 تا 2 سوراخ با مقطع دایرهای، در طول پره میباشد که پرهها بر روی یک سطح صاف قرار گرفتهاند. برای حل این مسیله نرمافزار فلوینت بهکار رفته است. معادلات حاکم به روش حجم کنترل جبری شده و الگوریتم سیمپل بطور همزمان حل شدهاند. جهت تجزیه معادلات مومنتم و انرژی، روش بالا دست جریان مرتبه دوم استفاده شده است. محاسبات برای عدد رینولدز در محدوده 100 تا 350 برحسب ضخامت پره انجام شده است. در این تحقیق ابتدا مکان بهینه قرارگیری سوراخ در پرههای سوراخدار تعیین شد سپس عملکرد حرارتی، عدد نوسلت متوسط و نیروی درگ پرههای سوراخدار با پره توپر مقایسه گردید. در بررسی ضریب تاثیر پره مشخص گردید پره سوراخدار با دو سوراخ ضریب تاثیر بالاتری را دارا میباشد. با افزایش عدد رینولدز و تعداد سوراخها، ضریب تاثیر پره، عدد نوسلت و ضریب انتقال حرارت از واحد حجم پره افزایش مییابد. پره توپر بیشترین نیروی درگ را داراست و برای پره سوراخدار با دو سوراخ نیروی درگ برای دو حالتی که سوراخها در مکان بهینه و غیر بهینه قرار گیرند اختلاف چندانی ندارد. در این تحقیق برای اولین بار از سوراخ دایرهای استفاده شد و همانطور که انتظار میرفت عملکرد حرارتی بالاتری نسبت به پره توپر دارد که بصورت عددی ثابت شده است. طبق این تحقیق پره سوراخدار با دو سوراخ، بیشترین میزان انتقال حرارت را نسبت به پره سوراخدار با یک سوراخ و پره توپر دارا میباشد. براساس نتایج مطالعهی حاضر، ضریب انتقال حرارت پره سوراخدار با دو سوراخ بیشترین مقدار را داراست و وزن کمتری نسبت به پره توپر دارد. استفاده از سوراخ دایرهای، صرفه اقتصادی و سهولت عملی بیشتری را نسبت به دیگر روشهای بهبود عملکرد پره دارد.