مطالعه تجربي- عددي جابجايي طبيعي از سطح خارجي يك استوانه عمودي با پره‌هاي طولي

Experimental and numerical study of natural convection from outer surface of a vertical cylinder with longitudinal fins

در اين تحقيق انتقال حرارت جابجايي طبيعي از سطح خارجي يك استوانه عمودي با پره‌هاي طولي به هواي اطراف مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور يك مدل آزمايشگاهي طراحي و ساخته شد و اندازه­ گيري­ هاي لازم بر روي آن انجام گرفت. همين مدل به صورت عددي نيز تحليل گرديد و در اين حالت نرخ انتقال حرارت در حالات مختلف با تغيير تعداد و طول پره ­ها‌ محاسبه شد. تلاش شد تا تعداد و طول پره ­ها به گونه ­اي انتخاب شود كه بهترين حالت هم از نظر اقتصادي و هم از نظر حرارتي بدست آيد. نتايج نشان داد كه با افزايش تعداد و طول پره‌ها، انتقال حرارت تقريبا به طور خطي افزايش مي‌يابد، اما مناسب­ ترين حالت از نظر اقتصادي و عملكردي، حالت 8 پره با طول پره 10 سانتي­متر است كه با صرف هزينه اندك، انتقال حرارت را نسبت به حالت بدون پره تا 2/5 برابر افزايش مي­ دهد. به منظور تاييد اعتبار مدل عددي هم از نتايج تجربي حاصل از اين تحقيق و هم از نتايج تجربي محققي ديگر استفاده شد.

In this study, natural convection from the exterior of a longitudinally finned vertical cylinder into the surrounding air was studied. For this purpose, an experimental model was designed and constructed and the necessary measurements were performed on this model. This model was also numerically simulated and in this case many different cases of fin length and fin number were studied and compared. It was tried to find the best thermal and economical case. Based on the results, heat transfer increases almost linearly with the number of fins and their lengths, but the most thermo-economically appropriate case was found to be the case of 8 fins with 10cm lengths. In this case, heat transfer would be about 2.5 times of the no-fin case at a small expense. For the purpose of verification, the numerical results were compared with the experimental results of this work and another work.