A numerical investigation of lamina

A numerical investigation of laminar periodic flow and heat transfer in a three-dimensional isothermal-wall
square channel fitted with 45° inclined baffles on one channel wall is carried out in the present work. The
finite volume method is introduced and the SIMPLE algorithm has been implemented for all computations.
The fluid flow and heat transfer characteristics are presented for Reynolds numbers ranging from 100 to
1200. The 45° baffle mounted only on the lower channel wall has a height of b and an axial pitch length (L)
equal to channel height (H). Effects of flow blockage ratios, BR=b/H=0.1–0.5, on heat transfer and pressure
loss in the square channel are examined and also compared with the typical case of the transverse baffle (or
90° baffle). It is found that apart from the rise of Reynolds number, the increase in the blockage ratio with the
attack angle (α) of 45° results in considerable increases in the Nusselt number and friction factor values. The
use of the 45° baffle can help to generate a streamwise main vortex flow throughout the channel leading to
fast and chaotic mixing of flow between the core and the wall regions. In addition, the computational results
reveal that the significant increase in heat transfer rate is due to impingement jets induced by a longitudinal
vortex pair (P-vortex) of flow, appearing on the upper, lower and baffle trailing end side walls. The
appearance of vortex-induced impingement flows created by the baffles leads to the maximum thermal
enhancement factor of about 2.2 at BR=0.4 and Re=1200. The enhancement factor of the 45° baffle
investigated is found to be higher than that of the 90° baffle for all Reynolds numbers and baffle heights.
provides the highest TEF at about 2.2 at the lowest Re.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตรวจสอบเลข laminar งวดกระแสและความร้อนถ่ายโอนในสามมิติ isothermal ผนัง
มีพุ่ง 45 องศาหัวบนผนังช่องหนึ่งช่องตารางดำเนินงานปัจจุบัน ใน
วิธีปริมาตรจำกัดเป็นที่รู้จัก และมีการใช้อัลกอริทึมแบบง่ายสำหรับการประมวลผลทั้งหมด.
แสดงการไหลของเหลวและลักษณะการถ่ายโอนความร้อนสำหรับเรย์โนลด์สเลขตั้งแต่ 100 ไป
1200 Baffle 45 องศาติดตั้งบนผนังช่องล่างมีความสูงของ b และมีระยะห่างของแกนยาว (L)
เท่าช่องความสูง (H) ผลกระทบของกระแสอุดตันอัตราส่วน BR=b/H=0.1–0.5 ถ่ายเทความร้อนและความดัน
ตรวจสอบ และเปรียบเทียบกับกรณีทั่วไปของ transverse baffle ยัง สูญเสียในช่องสี่เหลี่ยม (หรือ
baffle 90°) จะพบว่านอกจากการเพิ่มขึ้นของเลขเรย์โนลด์ส เพิ่มอัตราการอุดตันกับ
โจมตีมุม (α) ของผล 45 องศา Nusselt เลขและแรงเสียดทานปัจจัยค่าเพิ่มมากขึ้น ใน
ใช้ baffle 45 องศาจะช่วยสร้างความ streamwise vortex หลักไหลผ่านช่องทางที่นำไปสู่
อย่างรวดเร็ว และวุ่นวายผสมของกระแสหลักและภูมิภาคผนังได้ นอกจากนี้ ผลคำนวณ
เผยออกที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการถ่ายโอนความร้อนเนื่องจาก jets impingement ที่เกิดจากการระยะยาว
คู่ vortex (P-vortex) ของไหล ปรากฏบนบน ล่างและต่อท้าย baffle สิ้นสุดผนังด้านข้าง ใน
ลักษณะของ impingement vortex ทำให้เกิดกระแสสร้าง โดยพุ่งนำไปสู่ความร้อนสูงสุด
ปัจจัยปรับปรุงประมาณ 2.2 ที่ BR = 0.4 และ Re = 1200 ตัวเพิ่มประสิทธิภาพของ baffle 45 องศา
ตรวจสอบไม่พบจะสูงกว่าของ baffle 90 องศาสำหรับทั้งหมดเรย์โนลด์ส baffle และตัวเลขสูงขึ้น
ให้ TEF สูงประมาณ 22 ที่ใหม่สุด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การตรวจสอบตัวเลขของการไหลแบบราบเรียบเป็นระยะและการถ่ายเทความร้อนใน isothermal ผนังสามมิติ
ช่องตารางพอดีกับ 45 °แผ่นกั้นความโน้มเอียงที่อยู่บนผนังช่องหนึ่งจะดำเนินการในการทำงานปัจจุบัน
วิธีการ จำกัด ปริมาณที่มีการแนะนำและขั้นตอนวิธีง่ายได้รับการดำเนินการสำหรับการคำนวณทุก
การไหลและการถ่ายเทความร้อนของของเหลวลักษณะจะนำเสนอสำหรับตัวเลขนาดส์ตั้งแต่ 100 ถึง
1200 45 °ยุ่งเหยิงติดบนผนังช่องทางที่มีความสูงต่ำของขและระยะเวลาในสนามตามแนวแกน (L)
เท่ากับช่องความสูง (H) ผลกระทบของอัตราส่วนการอุดตันการไหล, BR = B / H = 0.1-0.5 ในการถ่ายเทความร้อนและความดัน
สูญเสียในช่องตารางมีการตรวจสอบและเมื่อเทียบกับกรณีทั่วไปของแผ่นกั้นขวาง (หรือ
90 องศาทำให้ยุ่งเหยิง) นอกจากนี้ยังพบว่านอกเหนือจากการเพิ่มขึ้นของนาดส์จำนวนเพิ่มขึ้นในอัตราส่วนการอุดตันที่มี
มุมในการตี (α) ของผล 45 องศาในการเพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนและแรงเสียดทาน Nusselt ค่าปัจจัย
ใช้ 45 องศาทำให้ยุ่งเหยิงสามารถช่วยในการสร้างกระแสวน streamwise หลักทั่วช่องทางนำไปสู่การ
ได้อย่างรวดเร็วและวุ่นวายผสมของการไหลระหว่างหลักและพื้นที่ผนัง นอกจากนี้ผลการคำนวณ
พบว่าการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการถ่ายโอนความร้อนที่เกิดจากการเจ็ตส์ที่เกิดจากการปะทะยาว
คู่น้ำวน (P-น้ำวน) ของการไหลที่ปรากฏบนส่วนบนที่ลดลงและทำให้ยุ่งเหยิงตามผนังด้านข้างปลาย
ลักษณะของน้ำวนการปะทะเกิดกระแสที่สร้างขึ้นโดยแผ่นกั้นจะนำไปสู่ความร้อนสูงสุด
ปัจจัยการเพิ่มประสิทธิภาพของประมาณ 2.2 ที่ BR = 0.4 และ Re = 1200 ปัจจัยที่เพิ่มประสิทธิภาพของ 45 °ยุ่งเหยิง
สอบสวนพบว่าเป็นสูงกว่า 90 องศาทำให้ยุ่งเหยิงสำหรับตัวเลขนาดส์และงงงันสูง
ให้ TEF สูงสุดที่ประมาณ 2.2 ในเรื่องที่ต่ำที่สุด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การตรวจสอบเชิงตัวเลขของการไหลแบบราบเรียบและการถ่ายเทความร้อนในช่องผนังสามมิติคงที่
ตารางติดตั้ง 45 องศาเอียงแผ่นกั้นในหนึ่งช่องกำแพงจะดําเนินการในงานปัจจุบัน
วิธีปริมาตรจำกัดเป็นที่รู้จักและขั้นตอนวิธีที่ง่ายถูกใช้สำหรับการคำนวณ .
การไหลของของไหลและคุณลักษณะการถ่ายโอนความร้อนจะแสดงหมายเลขตั้งแต่ 100 -
1200 45 องศา แบฟเฟิลติดเฉพาะบนล่างช่องกำแพงมีความสูงของ B และระยะเวลาระยะห่างแกน ( L )
เท่ากับความสูงช่อง ( H ) ผลของอัตราส่วนการอุดตัน , BR = B / H = 0.1 - 0.5 ต่อการถ่ายเทความร้อน และความดัน
การสูญเสียในช่องสี่เหลี่ยมที่มีการตรวจสอบและเปรียบเทียบกับกรณีทั่วไปของ baffle ตามขวาง ( หรือ
90 °ยุ่งเหยิง ) พบว่านอกเหนือจากการเพิ่มขึ้นของเลขเรย์โนลด์ , เพิ่มขึ้นในอัตราส่วนกับจุก
โจมตีมุม ( α ) 45 °ส่งผลมากเพิ่มขึ้นในค่าปัจจัยแรงเสียดทานและจำนวนค่า
ใช้ 45 ° baffle สามารถช่วยสร้างกระแสน้ำวนหลัก streamwise ตลอดช่องทางนำไปสู่
รวดเร็วและวุ่นวายของการผสมระหว่างหลักและผนังภูมิภาค นอกจากนี้ ผลการคำนวณ
เปิดเผยว่าผลการเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อนเนื่องจากการปะทะเครื่องบินที่เกิดจากคู่น้ำวนตามยาว
( p-vortex ) ของการไหล , ปรากฏในส่วนบนล่างและยุ่งเหยิงที่ปลายข้างผนัง
ลักษณะของ Vortex เกิดการปะทะไหลสร้างด้วยแผ่นกั้นความร้อนไปสู่สูงสุด
เสริมปัจจัยเกี่ยวกับ 2.2 ที่ BR = 0.4 และ re = 1200 เพิ่มองค์ประกอบของ 45 องศา แบฟเฟิล
ตรวจสอบพบเป็นมากกว่าที่ 90 องศา แบฟเฟิลสำหรับ Reynolds และตัวเลขยุ่งเหยิง Heights .
มีเทฟสูงสุดที่เกี่ยวกับ 22 ที่ใหม่ที่สุด