منصة الرسائل والاطاريح: التصميم الأمثل لقناة ثنائية المجرى مضلعة لتحسين انتقال الحرارة باستخدام الجريان متعدد الطور

الخلاصة

دراسة وتحليل تحسين انتقال الحرارة نظريا وعمليا في ممر ثنائي بوجود الاضلاع (الاعاقات) مسخنة لدرجة حرارة ثابته والتي تكون مثبته على قاعدة القاعدة القناة. تم التحقق للتصميم المثالي للقناة ذات الممر الثنائي له مقطع مستطيل وله ثمان اضلاع مثبته وحنية حادة عن طريق فحص العديد من اشكال مختلفة وتم حلها بواسطة المعادلات الحاكمة ثلاثية الابعاد هي حفظ الكتلة وحفظ الزخم وحفظ الطاقة حيث تم حلها ببرنامج ANSYS .2021 Rاما مائع العمل يكون بطورين (ماء-هواء) وبثلاثة اطوار (ماء-هواء-ديزل) وبظروف جوية. واهم المتغيرات التي اخذت بنظر الاعتبار هي نسبة الطول المكافئ الى القطر الهيدروليكي وبمعدل ( ≥ 40ل\ق ≥ )0ورقم رينولد للجريان الثنائي الطور يتراوح من ( 72456.5الى , )116031.4بينما للجريان الثلاثي الطور يكون رقم رينولد من 128182الى . 223551.6ومن اهم النتائج النظرية التي تتمثل باختيار التصميم الأمثل بنسب تحسين انتقال الحرارة لشكل الضلع الكيرف %34.55اعلى من شكل . Vبينما كانت نسبة زيادة بهبوط الضغط في الضلع شكل %60.01 Vاعلى من الضلع الكيرف . يعتبر شكل الدائري ( 3ملم) افضل شكل للمساحة من ناحية انتقال الحرارة اعلى من المربعة والمثلثة بنسبة تحسين ( % 7.47و )% 6.1على التوالي. بينما كانت نسب زيادة هبوط الضغط في المساحة الدائرية اعلى بحوالي ( )%12.3, % 7.48من المثلثة والمربعة على التوالي. تعتبر الدائرة ( 3ملم) الأفضل مساحة من ناحية انتقال الحرارة اعلى من الدائرة ( 6ملم) و(9ملم) بنسبة تحسين ( % 15.4و )% 21.25على التوالي. بينما كانت نسب زيادة هبوط الضغط في (3ملم) اعلى بحوالي ( )%22.82, % 15.1من ( 6ملم) و(9ملم(. تعتبر الزاوية 45درجة أفضل زاوية من ناحية انتقال الحرارة اعلى من 30درجة و 60درجة بنسبة تحسين ( % 19.45و )%7.52على التوالي. بينما كانت نسب زيادة هبوط الضغط في 60درجة اعلى بحوالي ( )%15.27, % 43.98من 30درجة و60 درجة على التوالي. كانت أهم النتائج العددية هي أن التصميم الأمثل للقناة ذات الممريين للانحناء الحاد ذو اضلاع بشكل كيرف وبحفر ذو شكل دائري بقطر 3ملم ) ,وبزاوية حوالي 45درجة . تم دراسة نوعين من الجريان ثنائي الاطوار وثلاثي الاطوار وبمعدلات جريان مختلفة ودرجات حرارة مختلفة لسطح الضلع . أيضا وجدت نسبة تحسين انتقال الحرارة () Nu/Nuoتزداد مع زيادة السرع ودرجة حرارة سطح الضلع بينما ) (f/foتتناقص مع زيادة السرع وتزداد مع زيادة درجات حرارة سطح الضلع . نمط التدفق هو (Plug flow ) patternلنوعين من الجريان لهما تدفق كتلي للطور السائل وطور الغازضمن المدى (2100 ≥ 300 ≥ Gliquigو ) Ggas ≤ 2على التوالي . معامل الأداء الحراري يتناقص مع تزايد السرعة الهواء والماء في حالة الجريان ثنائي الطور وسرعة الهواء والماء والكازاويل في حالة الجريان ثلاثي الطور ولكن تتزايد قيمتةمع تزايد درجة حرارة سطح الضلع عند ثبوت السرع. الانحراف بين هذه الدراسة والباحث ] [29كانت بنسبة .%. 1.8كما اجري مقارنة لنتائج مع باحثين ] [44] , [30حيث كانت ذات سلوك متشابه للدراستين . وكانت وكان الانحراف بين النتائج العملية والنظري عند جريان ثنائي الطور عند ظروف سرعة الهواء 1.3157م\ثا الى 3.29م\ثا عند سرعة ماء 0.01684م\ثا لكل من معامل انتقال الحرارة ( )hو( )Nuو درجة حرارة الخليط وهبوط الضغط ومعامل الاحتكاك ) (fونسبة الاحتكاك ),%11.6, % 0.2, %9.5 , %8.75 ( f/fo %6.25و %5.21على التوالي .وعند الجريان ثلاثي الطور كان نسب الانحراف لكل من معامل انتقال الحرارة ( )hو( )Nuو درجة حرارة الخليط وهبوط الضغط ومعامل الاحتكاك ) (fونسبة الاحتكاك )( f/fo حوالي %5.2 ,%12.7, % 0.5, %9.02 , %6.16و %6.23على التوالي