Nghiên Cứu Ảnh Hưởng của Vận Tốc đến Khả Năng Trao Đổi Nhiệt của Kênh Có Gờ bằng Phương Pháp Mô Phỏng Số
Email tác giả liên hệ:
tinhtt@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2025.1880Từ khóa:
Truyền nhiệt, Kênh có gờ, Số Nusselt, Mô phỏng số, Kênh làm mát tua binTóm tắt
Để đánh giá ảnh hưởng của vận tốc đến khả năng trao đổi nhiệt của kênh có gờ (được sử dụng làm kênh làm mát trong cánh tua bin), nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng với phần mềm Ansys Fluent 19.2. Phạm vi vận tốc khảo sát từ 2,8 m/s đến 11,2 m/s (tương ứng với số Reynolds từ 10.217 đến 40.867) cho thấy vận tốc tăng làm giảm lớp biên nhiệt và tăng cường sự hòa trộn của dòng không khí làm mát, từ đó cải thiện khả năng trao đổi nhiệt. Tuy nhiên, vận tốc tăng cũng làm tăng tổn thất áp suất trên kênh, bao gồm cả tổn thất cục bộ tại các gờ. Dựa trên kết quả mô phỏng, các hệ số thực nghiệm C = 11,648 và n = 0,3986 đã được xác định cho phương trình tiêu chuẩn Nusselt (Nu) theo tiêu chuẩn Reynolds (Re) đối với không khí. Các kết quả này là tiền đề cho các bước nghiên cứu tiếp theo khi nghiên cứu nâng cao khả năng trao đổi nhiệt có gờ bằng cách thay đổi thông số dòng vào.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
Q. Wang, L. Yang, and K. Huang, “Fast prediction and sensitivity analysis of gas turbine cooling performance using supervised learning approaches,” Energy, vol. 246, May 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.123373
L. Xi, J. Gao, L. Xu, Z. Zhao, Q. Ruan, and Y. Li, “Numerical investigation and parameter sensitivity analysis on flow and heat transfer performance of jet array impingement cooling in a quasi-leading-edge channel,” Aerospace, vol. 87, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace9020087
N. Kaewchoothong, K. Maliwan, K. Takeishi, and C. Nuntadusit, “Effect of inclined ribs on heat transfer coefficient in stationary square channel,” Theor. Appl. Mech. Lett., vol. 7, Nov. 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.taml.2017.09.013
L. Xi, L. Xu, J. Gao, Z. Zhao, and Y. Li, “Numerical analysis and optimization on flow and heat transfer performance of a steam-cooled ribbed channel,” Case Stud. Therm. Eng., vol. 28, Dec. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101442
Y. Li, Y. Rao, D. Wang, P. Zhang, and X. Wu, “Heat transfer and pressure loss of turbulent flow in channels with miniature structured ribs on one wall,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 131, Mar. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.067
Y. T. Yang and P. J. Chen, “Numerical optimization of turbulent flow and heat transfer characteristics in a ribbed channel,” Heat Transf. Eng., vol. 36, 2015. DOI: https://doi.org/10.1080/01457632.2014.916158
P. Naphon, “Heat transfer characteristics and pressure drop in channel with V corrugated upper and lower plates,” Energy Convers. Manag., vol. 48, no. 5, pp. 1516–1524, May 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2006.11.020
M. Akbarzadeh, S. Rashidi, and J. A. Esfahani, “Influences of corrugation profiles on entropy generation, heat transfer, pressure drop, and performance in a wavy channel,” Appl. Therm. Eng., vol. 116, pp. 122–134, Apr. 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.01.076
X. Shi, J. Gao, L. Xu, and F. Li, “Heat transfer performance comparison of steam and air in gas turbine cooling channels with different rib angles,” Heat Mass Transf., May 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/s00231-013-1171-6
Q. Ye, Y. Zhang, and J. Wei, “A comprehensive review of pulsating flow on heat transfer enhancement,” Appl. Therm. Eng., vol. 196, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117275
B. Yang, T. Gao, J. Gong, and J. Li, “Numerical investigation on flow and heat transfer of pulsating flow in various ribbed channels,” Appl. Therm. Eng., vol. 145, pp. 653–665, Dec. 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.09.041
C. K. Mangrulkar, J. D. Abraham, and A. S. Dhoble, “Numerical studies on the near wall y⁺ effect on heat and flow characteristics of the cross flow tube bank,” J. Phys.: Conf. Ser., vol. 1240, 2019. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1240/1/012110
Z. Sun, F. Tang, L. Shi, and H. Liu, “Multi-conditional optimization of a high-specific-speed axial flow pump impeller based on machine learning,” Machines, vol. 10, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/machines10111037
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2025 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
