اثر اصلاح سطح یک ژنراتور گردابی مستطیل شکل بر سرعت انتقال حرارت از یک سطح به سیال: یک مطالعه گسترده

برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، خنک کردن سطح داغ برای بهبود عملکرد سیستم از اهمیت زیادی برخوردار است. سطح مرطوب شده، نقش حیاتی در فرآیند انتقال گرما ایفا می‌کند. افزایش رطوبت سطح خیس‌شده ممکن است باعث بهبود سرعت انتقال حرارت از سطح داغ به سیال شود. علاوه بر این، بهینه‌سازی شکل سطح توسعه‌یافته ممکن است باعث افزایش تعامل گرمایی بهتر بین سطح و سیال شود. این سطوح گسترده، مسئول ایجاد اختلاف فشار ناگهانی در سراسر آن هستند. این امر منجر به ایجاد گردابه های (Vortex) طولی در پایین‌ سطوح می‌شود. گردابه های طولی القایی ممکن است با قسمت های مرزی تعامل داشته باشند که به نوبه خود میزان جابه‌جایی انتقال گرما را افزایش می‌دهد. در تحقیق فعلی، ژنراتورهای گردابی با بافت‌های سطحی به طور عددی مطالعه می‌شوند، که یک بسط کلی از بررسی های قبلی انجام‌شده توسط گروهی از نویسندگان مانند کاشیاپ و همکاران (۲۰۱۸) است. نتایج CFD نشان می‌دهد که بافت‌های چندگانه بر روی سطوح راهنما و سطوح آزاد کننده ژنراتور گردابه، قدرت گردابه اولیه، قسمت های پایینی مولد گردابه را افزایش می‌دهند. این پدیده با افزایش ضریب اصطکاک سطح به ه

Highlights•Vortex generator surface is altered to enhance the induce vortices.•Surface modifications enhance the strength and span of the produced vortices.•Step and semi-circular textures having circular profiles are used for modification.•The produced vortices of higher strength increase the Nusselt number on the plate.AbstractFor many industrial applications, cooling of a hot surface is of greater importance for an improved performance of the system. The wetted surface area plays a vital role in heat transfer process. Increase of the wetted surface may improve the heat transfer rate from the hot surface to the flowing fluid. Further, the optimisation of the shape of the extended surface may promote superior thermal interaction between the surface and the fluid. These extended surfaces are responsible for creating an abrupt pressure difference across it. This results in formation of longitudinal vortices downstream of the surfaces. The induced longitudinal vortex may interact with th