تاثیر محیط متخلخل بر انتقال‌حرارت و افت‌فشار در مبدل‌های لوله سینوسی با جریان آشفته سیال

هدف در پژوهش عددی حاضر، بررسی تاثیر استفاده از محیط متخلخل بر افزایش انتقال‌حرارت و افت فشار در مبدل‌های لوله سینوسی با ابعاد مختلف می‌باشد. معادلات جریان تراکم‌ناپذیر و پایا در رژیم جریان آشفته برای سیال عامل هوا با استفاده از روش حجم محدود، گسسته شده و با الگوریتم‌ کوپل1 در نرم‌افزار فلوئنت حل شده‌اند. از مدل توربولانسی کا‌‌-‌‌‌‌‌‌امگا اس‌اس‌تی2 برای شبیه سازی جریان آشفته و از مدل تعادل گرمایی موضعی در معادله انرژی استفاده‌شده‌است. در این بررسی ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد برای سه پارامتر شکل(l^*) برابر با 11، 19 و 25 محاسبه شده اند. پارامتر شکل نسبت طول موج به نصف دامنه سینوسی است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در هر سه پارامتر شکل مورد بررسی، در یک عدد دارسی ثابت، با افزایش ارتفاع ماده‌ی متخلخل ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد افزایش می‌یابند. نتایج شبیه سازی نشان داده که اگر پارامتر شکل 25 و عدد دارسی 2-10 باشد، با افزایش ارتفاع ماده متخلخل معیار ارزیابی عملکرد به بیشترین مقدار خود می‌رسد. همچنین نتایج بدست آمده نشان می‌دهد در بازه‌ی عدد دارسی 5-10 تا 3-10 بیشترین میزان تغییرات در عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد اتفاق می‌افتد.