بررسي عددي خنك كاري موتورهاي درون سوز به كمك فين هاي متخلخل

در مقاله حاضر انتقال حرارت جابجايي اجباري و دائمي در يك دسته از فين هاي متخلخل سه بعدي كه تحت تاثير جريان آشفته سيال قرار دارند، مورد مطالعه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر فين ها به صورت افقي و متخلخل همگن در نظر گرفته شده اند و از فرض تعادل حرارتي براي فاز جامد و سيال در ناحيه متخلخل استفاده شده است. معادله حاكم بر رفتار سيال در خارج از محيط متخلخل معادله ناوير- استوكس و در داخل محيط متخلخل معادله برينكمن فورچهيمر در نظر گرفته شده است. در مطالعه حاضر راندمان حرارتي فين هاي متخلخل با فين هاي معمول مقايسه شده است. همچنين در ادامه تاثير پارامترهاي مختلف طراحي از قبيل شرايط هندسي، نسبت ضريب هدايت حرارتي، سرعت باد، عدد دارسي و ضريب تخلخل بر عملكرد حرارتي مجموعه فين ها بررسي شده است. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش سرعت باد در بازه 10 تا 100 كيلومتر بر ساعت و نسبت هدايت حرارتي در محدوده 1 تا 8000 نرخ انتقال حرارت به بيش از 2.5برابر افزايش پيدا مي كند، ولي تغييرات عدد دارسي و ضريب تخلخل تاثير كمتري در مقايسه با پارامترهاي قبلي بر روي نرخ انتقال حرارت دارند. به طوري كه با افزايش عدد دارسي از 5-10تا 3-10، نرخ انتقال حرارت به اندازه 10% افزايش مي يابد. نتايج نشان مي دهند كه با استفاده از فين هاي متخلخل با ضريب تخلخل و عدد دارسي مناسب مي توان انتقال حرارت را تا 100% نسبت به فين هاي جامد افزايش داد.