Analysis of the turbulent flow and heat transfer of the impingement cooling in a channel with cross flow تحليل الجريان الاضطرابي وانتقال الحرارة للتبريد التصادمي في مجرى هوائي بوجود جريان متقاطع

Abstract

In this paper a numerical study to analyze the turbulent flow and heat transfer characteristics of the impinging slot jets in a channel with cross flow has been carried out For this flow configuration two cases were considered for the channel one without ribs and the other with rib turbulators The characteristics of air flow and heat transfer are analyzed under different parameters such as the size of the jets the number of jets and ribs arrangement of jets and ribs the pitch between the jets and jet Reynolds number An implicit finite volume scheme has been used to integrate the continuity elliptic Reynolds average Navier Stockes and energy equation giving a set of equations valid for the entire computational domain Turbulence effects are modeled using a k model The wall effects are modeled using a wall function approach The obtained results show that the recirculation regions the local Nusselt number variation and the turbulent kinetic energy are greatly effected with the size of jets and ribs the distance between the jets rib thickness and jet Reynolds number Also the results indicate that the ribs arrangement with respect to impinging slot jets has a significant effect on the heat transfer enhancement The validation of the present code is done by comparing the present results with the available published experimental results

في هذا البحث أنجزت دراسة عديدة لتحليل خصائص الجريان الاضطرابي وانتقال الحرارة للمنافث التصادمية في مجرى هوائي مع وجود جريان متقاطع تضمنت الدراسة اختبار حالتين بالنسبة للمجرى الهوائي واحدة لمجرى بدون عوارض والأخرى لمجرى مع عوارض تم تحليل خصائص الجريان وانتقال الحرارة تحت تأثير عوامل مختلفة، مثل حجم المنافث، وعدد المنافث، وعدد العوارض، وسمك العارض، والمسافة بين المنافث، وعدد رينولدز للمنفث استخدمت طريقة الحجم المحدد لتكامل معدلات الاستمرارية، ونافير ستوكس، والطاقة، حيث تعطي هذه الطريقة مجموعة من المعادلات الصحيحة للمجال الحسابي الكلي عولجت تأثيرات الاضطراب باستخدام نموذج KC، بينما تأثير الجدار عولج باستخدام تقريب دالة الجدار بينت النتائج أن حجم مناطق إعادة التدوير وتغير عدد نسلت الموضعي والطاقة الحركية للاضطراب قد تأثر بصورة كبيرة مع تغير حجم المنافث، وعدد المنافث والعوارض، والمسافة بين المنافث، وسمك العارض، وعدد رينولدز للمنفث له تأثير واضح على زيادة معدل انتقال الحرارة تم التأكيد من صحة النتائج الحالية من خلال المقارنة مع النتائج العملية المنشورة