تحلیل عددی میدان جریان و انتقال حرارت تحت تاثیر محرک الکتروهیدرودینامیک با استفاده از مدل میکروپولار

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان

چکیده

در تحقیق حاضر تأثیر آرایش الکترود تزریق‌کننده بر میزان اثرگذاری پدیده الکتروهیدرودینامیک در یک کانال مسطح با استفاده از مدل سیال میکروپولار پرداخته شده است. تأثیر موقعیت طولی الکترود تزریق‌کننده، فاصله بین الکترود تزریق‌کننده و الکترود جمع‌کننده و نیز آرایش طولی بررسی شده است. همچنین، نتایج حاصل از مدل میکروپولار با نتایج مدل آشفتگی کی- اپسیلون مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که برای هر نوع جریان تحت تأثیر محرک الکتروهیدرودینامیک با شرایط مشخص، مقدار مناسب پارامتر مادی برای موقعیت‌های طولی گوناگون دارای مقدار ثابتی می‌باشد. همچنین این پارامتر با کاهش فاصله بین الکترود تزریق‌کننده و جمع‌کننده، افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


 

[1] Dolati, F., Amanifard, N., Daylami, H. M., and Yazdani, K., "Numerical Analysis of the Electric Field Effect on Mass Transfer Through a Moist Object", Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 1, pp. 383-393, (2017).

 

[2] Leonard, G., Mitchner, M., and Self, S., "An Experimental Study of the Electrohydrodynamic Flow in Electrostatic Precipitators", Journal of Fluid Mechanics, Vol. 127, pp. 123-140, (1983).

 

[3] Davidson, J. H., and Shaughnessy, E. J., "Turbulence Generation by Electric Body Forces", Experiments in Fluids, Vol. 4, No. 1, pp. 17-26, (1986).

 

[4] Kallio, G., and Stock, D., "Interaction of Electrostatic and Fluid Dynamic Fields in Wire Plate Electrostatic Precipitators", Journal of Fluid Mechanics, Vol. 240, pp. 133-166, (1992).

 

[5] Soldati, A., and Banerjee, S., "Turbulence Modification by Large-scale Organized Electrohydrodynamic Flows", Physics of Fluids, Vol. 10, No. 7, pp. 1742-1756, (1998).

 

[6] Ahmedou, S. O., and Havet, M., "Effect of Process Parameters on the EHD Airflow", Journal of Electrostatics, Vol. 67, No. 2-3, pp. 222-227, (2009).

 

[7] Deylami, H. M., Amanifard, N., Dolati, F., Kouhikamali, R., and Mostajiri, K., "Numerical Investigation of using Various Electrode Arrangements for Amplifying the EHD Enhanced Heat Transfer in a Smooth Channel", Journal of Electrostatics, Vol. 71, No. 4, pp. 656-665, (2013).

 

[8] Kasayapanand, N., and Kiatsiriroat, T., "Optimized Electrode Arrangement in Solar Air Heater", Renewable Energy, Vol. 31, No. 4, pp. 439-455, (2006).

 

[9] Ayuttaya, S. S. N., Chaktranond, C., and Rattanadecho, P., "Numerical Analysis of Electric Force Influence on Heat Transfer in a Channel Flow (Theory Based on Saturated Porous Medium Approach)", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 64, pp. 361-374, (2013).

 

[10] Peng, M., Wang, T. H., and Wang, X. D., "Effect of Longitudinal Electrode Arrangement on EHD-Induced Heat Transfer Enhancement in a Rectangular Channel", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 93, pp. 1072-1081, (2016).

 

[11] Molki, M., and Damronglerd, P., "Electrohydrodynamic Enhancement of Heat Transfer for Developing Air Flow in Square Ducts", Heat Transfer Engineering, Vol. 27, No. 1, pp. 35-45, (2006).

 

[12] Eringen, A. C., "Simple Microfluids", International Journal of Engineering Science, Vol. 2, No. 2, pp. 205-217, (1964).

 

[13] Moayedi, H., Amanifard, N., Deylami, H. M., and Dolati, F., "Numerical Investigation of using Micropolar Fluid Model for EHD Flow Through a Smooth Channel", Journal of Electrostatics, Vol. 87, pp. 51-63, (2017).

 

[14] Lukaszewicz, G., "Micropolar Fluids: Theory and Applications", Springer Science & Business Media, (1999).

 

[15] Eringen, A., and Ryan, M., "Microcontinuum Field Theories II: Fluent Media", Applied Mechanics Reviews, Vol. 55, pp. B15, (2002).

 

[16] Swapna, G., Kumar, L., and Bhardwaj, N., "Study of Effects of Radiation and Magnetic Field on the Mixed Convection Micropolar Fluid Flow Towards a Stagnation Point on a Heated Vertical Permeable Plate using Finite Element Method", International Journal of MechanicSystems Engineering, Vol. 5, No. 1, pp. 1-13, (2015).

 

[17] Sandeep, N., and Sulochana, C., "Dual Solutions for Unsteady Mixed Convection Flow of MHD Micropolar Fluid Over a Stretching/Shrinking Sheet with Non-uniform Heat Source/Sink", Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 18, No. 4, pp. 738-745, (2015).

 

[18] Direct, C., "The Architects of OpenFOAM", OpenFOAM User Guide, (2015).

 

[19] Heidarinejad, G., and Babaei, R., "Numerical Investigation of the Electric Field Effect on the Flow Field and Enhancement of the Water Evaporation Rate", Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 1, pp. 101-110, (2015).

 

[20] Oussalah, N., and Zebboudj, Y., "Finite-element Analysis of Positive and Negative Corona Discharge in Wire-to-plane System", The European Physical Journal Applied Physics, Vol. 34, No. 3, pp. 215-223, (2006).