شبیه سازی سه بعدی جریان گاز هلیم در چاه گرمایی آلومینیومی با میکروکانال های مستطیلی در رژیم جریان لغزشی

در کار حاضر، برای اولین بار، جریان گاز هلیم در یک چاه گرمایی آلومینیومی با میکروکانال های مستطیلی شکل، با لحاظ کردن انتقال حرارت توامان در بخش سیال و جامد و در نظر گرفتن شرط مرزی سرعت لغزشی و پرش دمایی، مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در این پژوهش جریان گاز در محدوده عدد نادسن 006/0<Kn<048/0و با اعمال شار حرارتی 500 وات بر مترمربع به کف چاه درنظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر جریان با استفاده از طرح بالا دست مرتبه دوم گسسته سازی شده و به کمک الگوریتم کاپلد در نرم افزار تجاری انسیس-فلوئنت حل شده اند. نتایج نشان می دهد با افزایش نسبت فشار ورودی به خروجی عدد نادسن ورودی و محلی کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد نادسن ورودی عدد پوازی محلی کاهش می یابد. اضافه براین، با افزایش عدد نادسن ورودی (کاهش نسبت فشار) عدد ناسلت متوسط ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد؛ در این خصوص با افزایش عدد نادسن از 006/0 به 024/0 عدد ناسلت متوسط 40/54% کاهش و با افزایش عدد نادسن از 024/0 به 048/0 عدد ناسلت متوسط 42/5% افزایش می یابد. با افزایش عدد نادسن مقاومت حرارتی پیوسته افزایش می یابد به طوری که با افزایش عدد نادسن از 006/0 به 048/0 مقاومت حرارتی 34/966% افزایش می یابد. همچنین با افزایش عدد نادسن ورودی، اثرات لغزش جریان افزوده شده و ضرایب لغزش و پرش دما افزایش می یابد.