Modifiye edilmiş farklı geometrilerdeki trapezoidal vorteks üreticilerin ısı transferine etkisi

Dikdörtgen kesitli bir kanalda boyuna vorteks üreten geometrisi üzerinde değişiklikler yapılmış trapezoidal tipteki vorteks üreticilerin (VG) ısı transferine etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmalar ANSYS Fluent 2020 R2 paket programı kullanılarak yürütülmüştür. Test bölgesinin uzunluğu 800 mm, genişliği 200 mm ve yüksekliği 25 mm olan bir kanal için periyodik sınır şartları altında sayısal olarak çalışmalar yapılmıştır. VG yüksekliğinin kanal yüksekliğine oranı olan blokaj oranı 0.48 ve hücum açısı 30°'de sabit tutulmuştur. Ana akım yönünde iki VG arasındaki mesafenin kanal yüksekliğine oranı, PR=LP/H, periyodik yerleşim mesafesi 1.0, 1.5 ve 2.0 olacak şekilde VG'ler yerleştirilmiştir. Her bir PR için, VG en küçük kenar yüksekliğinin en büyük kenar yüksekliğine oranı olan hücum kenarı yükseklik oranı e/h=1.0 ve 0.83 ve VG eğimli kenar iz düşüm uzunluğunun VG taban uzunluğuna oranı, b/c= 0.25, 0.50 ve 0.75 alınarak Re sayısının aralığı 4121 ve 25365 seçilerek ısı transferine geometrik modifikasyonların etkisi araştırılmıştır. Türbülans modeli olarak, temeli k–ω formülasyonuna dayanmakta olan ve kullanıcının çeşitli akış senaryoları için modeli ayarlayabileceği bir esneklik sağlayan GEKO türbülans modeli kullanılmıştır. Sayısal çözümlerde basınç-hız ilişkisinde pressure-based-coupled-algotihm ve pseudo-transient :zaman adımı kullanılmış olup, çözümler sonlu-hacim yöntemine dayanmaktadır. VG'lerin bütün PR, e/h, b/c oranlarında ve Reynolds Sayısı değerlerinde TEF değerinin 1'den büyük elde edilmesi, bu çalışmada incelenen VG'lerin ısı transferini iyileştirme açısından boş kanala göre avantaj sunduğunu göstermektedir. En yüksek TEF değeri PR=1.5, e/h=0.83 ve b/c=0.75'te 2.106 olarak bulunmuştur.