تحلیل عددی تاثیر شیب بالادست جریان بر کارایی آدیاباتیک خنک کاری لایه ای

در تحقیق حاضر تاثیر افزودن شیب بالادست جریان بر میدان های جریان و دما در روش خنک کاری لایه ای از طریق یک ردیف سوراخ مجزای استوانه ای بر روی مدل صفحه تخت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطاله جریان به صورت سه بعدی، آشفته، تراکم ناپذیر و پایدار در نظر گرفته شده است. شبیه سازی ها با استفاده از یک شبکه سازمان یافته، غیریکنواخت و شش وجهی شامل کانال جریان اصلی و مجرای تزریق، توسط مدل آشفتگی Realizable K-e انجام شده است. مسئله حاضر در زاویه تزریق 30 درجه به ازای نسبت طول به قطر سوراخ 10 و نسبت چگالی 1، برای نسبت دمش های 4/0، 8/0 و 2/1 و زوایای شیب بالادست 0، 5/8 و 15 درجه مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که خصوصیات خنک کاری لایه ای در ناحیه پایین دست سوراخ های تزریق، به ترکیب زوایه شیب (ارتفاع شیب) با نسبت دمش شدیدا حساس می باشد. در واقع وجود شیب بالادست جریان به عنوان تولید کننده گردابه، اثرات مهمی را بر ساختارهای گردابه ای میدان جریان و متعاقبا بر کارایی آدیاباتیک خنک کاری لایه ای در پایین دست سوراخ تزریق، از خود بر جای می گذارد. همچنین نتایج عددی در مقایسه با داده های تجربی از همخوانی قابل قبولی برخوردار می باشد.