كنترل دما و جدايش جريان درلوله‌هاي U شكل با استفاده از محرك پلاسمايي DBD

Flow separation and temperature control in U- shape tube by using DBD plasma actuator

در جريان هاي با رينولدز بالا داخل لوله هاي U شكل پديده ي جدايش در قسمت انحناي لوله ها رخ مي دهد كه موجب افت فشار و درحالت هاي همراه با انتقال حرارت موجب افزايش نامطلوب دماي سطح در آن ناحيه مي شود اين افزايش دما به علت كاهش نرخ انتقال حرارت از سطح به سيال روي مي دهد كه در كاربردهاي صنعتي علاوه بر كاهش انتقال حرارت موجب تخريب سطح لوله ها مي گردد. در كارحاضر حذف شدن ناحيه ي جدايش به وسيله ي نيروي حجمي ايجاد شده توسط محرك هاي پلاسمايي و به واسطه ي آن كاهش ماكزيمم دماي رخ داده در اين ناحيه و همچنين تغييرات عدد پكلت مورد شبيه سازي قرار گرفته است. براي اين منظور محرك هاي پلاسمايي kV5، kV12 و kV19 با تابع ولتاژ مربعي داخل لوله ي U شكل در سه جريان با رينولدزهاي 3000، 4500 و 6000 قرارداده شده‌اند تا ميزان تاثير عملگر بر روي كنترل جدايش وماكزيمم دماي رخ داده در اين نقطه بررسي شود. محاسبات با استفاده از مدل پيشنهادي سوزن با روش حل عددي به صورت وابسته به زمان انجام شده است و نتايج در طول زمان عملكردي 0تا50گزارش شده است. نتايج نشان مي دهد ماكزيمم دماي سطح كه در ناحيه ي جدايش رخ مي دهد در حضور عملگرهاي پلاسمايي نزديك اين منطقه كاهش قابل‌توجهي دارد كه به علت حذف و تغيير منطقه جدايش است.

In flows with high Reynolds inside the U-shaped tubes, separation phenomenon occurs in the curvature of tubes causing pressure loss and in conditions associated with heat transfer undesirable increase surface temperature in that region is noted.Due to reduced heat transfer rate from surface to fluid temperature increase occurs in industrial applications in addition to reduced heat transfer which causes damage to surface pipes.In the present study, elimination of the separation zone through body force created by plasma actuators and because it reduces the maximum temperature occurred in this region and changes the Peclet number is simulationin this region. For this purpose, the plasma actuators5kV, 12kV and 19kV with square voltage function inside U-shaped tube in the three streams with Reynolds 3000,4500 and 6000 have been placed to influence actuators on separation control, and maximum temperature occurred at this point be investigated.Calculations using proposed model of Suzen with time-dependent numerical procedure has been done. And results during time performance of 0 to 50 have been reported. The results shows that maximum surface temperature that occurs in the region of separation in the presence of plasma actuator near this region has a significant reduction thatis due to the eliminationand change separation region.