بررسی عددی تحلیل حرارتی و سیالاتی اثرارتفاع پرواز و فوم فلزی متخلخل بر خنک کننده روغن هواپیمای آموزشی

استفاده از فوم های فلزی متخلخل یکی از روش های مرسوم برای افزایش انتقال حرارت در سیستم های صنعتی از جمله مبدل های حرارتی می باشند. محیط های متخلخل ضمن افزایش انتقال حرارت منجر به افزایش افت فشار می شوند . در این مقاله به بررسی سه بعدی اثرات ارتفاع پرواز و فوم فلزی متخلخل با عدد دارسی در یک خنک کننده روغن هواپیما آموزشی پرداخته شد. ضریب تخلخل برای همه حالات دارای فوم متخلخل ۰.۹ فرض شد. برای شبیه سازی جریان روغن۲۰W۵۰ در محیط متخلخل، از معادله دارسی-برینکمن-فورچهایمر استفاده شد. خواص ترموفیزیکی روغن شامل چگالی، لزجت و ضریب هدایت حرارتی با استفاده از داده های آزمایشگاهی برحسب دمای کاری استخراج شد. روغن داغ با شرایط مرزی وارد خنک کننده روغن می شود. شرایط مرزی روغن خروجی است. دیواره خنک کننده شرط مرزی عدم لغزش و ضریب انتقال حرارت جابجایی هوا متناسب با ارتفاع می باشد. معادلات حاکم بر اساس روش حجم محدود (FVM) با استفاده از نرم افزار فلوئنت گسسته شده اند. با افزایش ارتفاع پرواز به H=۵۰۰۰m، در حالت روغن خالص، انتقال حرارت، افت فشار و برآوردگر معیار ارزیابی عملکرد به ترتیب،۰.۶۵%،۰.۴۵% و۰.۴۹% افزایش می یابد. فوم فلزی متخلخل با عدد دارسی دارای منجر به افزایش عدد ناسلت ، افزایش افت فشار و دارای بیشترین معیار ارزیابی عملکرد PEC=۳۱.۷۵ می باشد. فوم فلزی متخلخل با عدد دارسی دارای بیشترین افت فشار و بیشترین افزایش انتقال حرارت می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده عدد دارسی بهینه ترین حالت از منظر برآوردگر معیار ارزیابی عملکرد است.

کلیدواژه ها:

فوم فلزی متخلخل ، دینامیک سیالات محاسباتی ، پرنده بونانزا ، ارتفاع پرواز ، خنک کننده روغن