نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• نعمت اله فولادی ¹
• محمد فراهانی ²
• میلاد مهدیان دولت آبادی ³

¹ پژوهشکده سامانه های حمل و نقل فضایی،

² دانشکده مهندسی هوافضا/ دانشگاه صنعتی شریف

³ دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

هدف پژوهش حاضر ارزیابی عملکرد سیستم‌ خنک‌کاری جداره‌آبی برای محافظت حرارتی دیفیوزر فلزی شبیه‌ساز ارتفاع بالا با ابعاد بزرگ و شار حرارتی بالا در بازه وسیعی از تغییرات فشار کاری سیال خنک‌کننده می‌باشد. بدین منظور با استفاده از کد محاسباتی توسعه داده شده، پارامترهای سیستم خنک‌کاری جداره‌آبی بر اساس توزیع شار حرارتی معین در طول دیفیوزر، طوری انتخاب می‌شوند که علاوه بر ارضای شرایط دمایی بدنه فلزی، افت فشار کل نیز در بازه مطلوب قرار گیرد. در ادامه قابلیت کد عددی توسعه یافته برای طراحی و بررسی عملکرد سیستم خنک‌کاری در فشار کاری 3 تا 50 بار و شارهای حرارتی بالا تا 5/3 مگاوات بر متر مربع با محدودیت دبی جرمی مصرفی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌های حاضر نشان می‌دهد که انتخاب مناسب فشار کاری در طراحی سیستم خنک‌کاری مخصوصا در جذب شار حرارتی بالا اهمیت زیادی دارد و در انتخاب بهینه دبی جرمی مصرفی و ابعاد بهینه سیستم خنک‌کاری موثر است، به طوری‌که افزایش فشار کاری از 3 بار به 10 بار، علاوه بر کاهش قابل توجه ابعاد سیستم خنک‌کاری، باعث کاهش 75 درصدی دبی جرمی مصرفی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

• خنک کاری جداره‌آبی
• دیفیوزر فلزی
• فشار کاری
• شار حرارتی بالا
• الگوریتم طراحی

موضوعات

• کنترل حرارت