اثر سرعت هوا، ضخامت گپ هوا و پیکربدی بر انتقال حرارت در سیستم خنک کننده ی جابجایی قابل پوشش

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

اثر سرعت هوا، ضخامت گپ هوا و پیکربدی بر انتقال حرارت در سیستم خنک کننده ی جابجایی قابل پوشش

عنوان لاتین

Effects of Air Velocity, Air Gap Thickness and Configuration on Heat Transfer of a Wearable Convective Cooling System

اثر سرعت هوا، ضخامت گپ هوا و پیکربندی بر انتقال حرارت در سیستم خنک کننده ی جابجایی با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) دو بعدی مدلسازی شد. سه پیکربندی مختلف (موردی با هشت فن 1 سانتی متری (مدل 1 × 8) موردی با چهار فن 2 سانتی متری (مدل 2 × 4) و موردی با چهار فن 1 سانتی متری (1 × 4)) در سرعت های مختلف هوای ورودی (m/s 25/0، 5/0، 75/0 و 1) با گپ هوای 3، 7 و 11 میلی متر مور بررسی قرار گرفت. شبیه سازی ها نشان داد که ضرایب انتقال حرارت جابجایی و تبخیر، با توابعی از سرعت هوای ورودی تغییر می کند اما توان آن بزرتر از آنچه بود که در مقالات گزارش شده بود. در سرعت های کمتر هوا، دی پی افزایش گپ بین پوسته و فضای باز، ضرایب انتقال حرارت افزایش یافتند. در سرعت های هوای وردی بالاتر، گپ هوای 3 و 11 میلی متری، بیشترین مقدار انتقال حرارت را نشان داد. نسبت ضریب انتقال حرارت مدل های 1 × 8 و 4 × 2 تا مدل های 4 × 1، کمتر از 2 بودند و نشان می دهد که دوبرابر شدن جریان هوای ورودی، لزوما ظرفیت انتقال حرارت را دو برابر نمی کند. نسبت ضرایب انتقال حرارت جابجایی به تبخیر، حدودا K/kPa 63/8 است و این مور مستقل از سرعت هوا و پیکربندی سیستم خنک کننده است و پیشهاد می شود که انتقال حرارت تبخیری و جابجایی کاملا همراه با هم هستند. این نسبت نشان می دهد که شاخص نفوذپذیری بخار در سیستم ما، حدودا 52/0 است. با استفاده از فن های کمی بزرگتر، نسبت به مواردی که از تعداد فن های بیشتری استفاده شده، انتقال حرارت بهبود بهتری داشته است.

The effects of air velocity, air-gap thickness and configuration on heat transfer of a wearable convective cooling system were modeled using a 2-D Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation. Three different configurations, one with eight 1 cm fans (8 × 1 model); one with four 2 cm fans (4 × 2 model); and one with four 1 cm fans (4 × 1 model) were studied at different inlet air velocities of 0.25 m/s, 0.5 m/s, 0.75 m/s and 1.0 m/s and with air gaps of 3 mm, 7 mm and 11 mm. The simulations showed that the convective and evaporative heat transfer coefficients varied with a power function of inlet air velocity, but the exponent was larger than reported in the literature. At lower air velocities, the heat transfer coefficients increased as the gap between the skin and the undergarment widened. At higher inlet air velocities, 3 mm and 11 mm air gaps showed the highest heat transfer values. The ratios of the heat transfer coefficients of the 8 × 1 and 4 × 2 models to the 4 × 1 models were both less than 2 indicating that doubling the inlet airflow does not double the heat transfer capability. The ratios of convective to evaporative heat transfer coefficients were around 8.63 K/kPa (SD 0.25 K/kPa), and were independent on the air velocity and configurations of the cooling system, suggesting that convective and evaporative heat transfer are fully coupled. This ratio also shows that the vapor permeability index of our system is around 0.52. Using slightly larger fans should be more effective in enhancing heat transfer than using more fans.