ارائه‌کننده: جمال خلج
استاد راهنما: دکتر محمدمهدی هیهات
استاد ناظر داخلی: دکتر علی جعفریان دهکردی
استاد ناظر خارجی: دکتر بهزاد بقاپور
تاریخ: 1403/06/28
ساعت: 9 
مکان: دانشکده فنی مهندسی، کلاس 154

چکیده:
استفاده از جت­های برخوردی به دلیل نرخ انتقال حرارت بالایی که در ناحیه سکون ایجاد می­کنند یکی از روش­های موثر در کاربردهای انتقال حرارت در نرخ­های بالا هستند. از کاربردهای جت‌ برخوردی می‌توان به خنک‌کاری قطعات الکترونیکی، خنک‌کاری پره توربین‌ها، خشک کردن کاغذ، پختن و منجمدکردن و خشک کردن اقلام مختلف در صنایع غذایی و... نام برد. 
باتوجه به نیاز روز افزون در سرمایش قطعات با توان بالا، بهبود عملکرد حرارتی جت­های برخوردی در جهت افزایش انتقال حرارت دغدغه تحقیقاتی محققان بسیاری در سراسر دنیا است. قرارگیری فرورفتگی یا برآمدگی بر روی سطح صفحه هدف از نمونه تمهیدات غیرفعالی است که در گذشته مطالعات متعددی درمورد نحوه تاثیرگذار بودن آن بر عملکرد حرارتی جت برخوردی بر روی آن انجام گرفته است. از جمله تمهیدات غیرفعال دیگری که می‌توان در راستای بهبود عملکرد حرارتی جت برخوردی بکار برد استفاده از محیط متخلخل بر روی صفحه هدف می‌باشد. استفاده از محیط متخلخل می‌تواند با افزایش سطح تماس موثر و اختلاط بیشتر جریان سیال و برهم‌زدن لایه مرزی روی صفحه برخورد عملکرد حرارتی جت برخوردی را بهبود بخشد. از این­رو در این پژوهش هدف این است که با ایجاد یک برآمدگی متخلخل بر روی صفحه­ی هدف میزان انتقال حرارت نسبت به حالت صفحه­ی برخورد صاف افزایش یابد. در این راستا با استفاده از ابزار شبیه سازی عددی به مطالعه­ی رفتار ترموهیدرودینامیکی جریان در یک جت برخوردی به یک صفحه تخت دارای برامدگی متخلخل خواهیم پرداخت
در این شبیه سازی با استفاده از دو مدل عددی k-ꞷ SST و SST Transition به شبیه‌سازی مسئله موجود پرداخته شد و بررسی‌های انجام شده نشان دهنده‌ی آن بود که مدل SST Transition توانایی بهتری در پیش‌بینی تغییر شیب‌های موجود و بیشینه و کمینه‌های نسبی در توزیع عدد ناسلت بر روی صفحه و مقدار عدد نسلت در محل برخورد دارد.
در این مطالعه اثر ضریب تخلخل، ضریب نفوذپذیری و عدد رینولدز بر توزیع مقاومت حرارتی روی سطح صفحه برخورد مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دهنده آن بود که با استفاده از برآمدگی متخلخل در ناحیه برخورد اگرچه مقاومت حرارتی متوسط در کل صفحه افزایش یافته است اما مقدار آن به صورت موضعی و در محل قرارگیری برآمدگی در مقایسه با صفحه تخت تا 89.2 درصد کاهش یافته است. از میان برآمدگی‌های متخلخل با ضرایب تخلخل و نفوذپذیری متفاوت که مورد بررسی قرار گرفتند، برآمدگی متخلخل با ضریب تخلخل 0.65 و ضریب نفوذپذیری ^7-10×5 بهترین عملکرد حرارتی را در ناحیه استقرار برآمدگی ارائه نمود. همچنین مشاهده گردید که افزایش عدد رینولدز موجب کاهش مقاومت حرارتی بر روی صفحه برخورد می‌شود.