سید احسان حبیبی

فرآیندهای انتقال حرارت به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای صنعتی نظیر صنایع شیمیایی،گاز، نفت یا مواد غذایی به کار میروند و در سالهای اخیر مطالعات بسیاری در این زمینه انجام شده است. برای این منظور، روشهای مختلفی در مورد افزایش انتقال حرارت پیشنهاد شدهاند که در میان آنها تولید گردابه در جریان سیال بیشترین موفقیت را در جلب نظر محققین داشته است. به طور کلی برای تولیدگردابه از دو روش فعال و غیرفعال استفاده میشود که در روشهای غیرفعال، گردابه از طریق تغییرات هندسی و یا با واردکردن قطعات داخلی بدون هیچ منبع انرژی خارجی ایجاد می شود. در روشهای فعال، گردابه با اعمال یک منبع خارجی که می تواند مکانیکی یا الکترومغناطیسی باشد، تولید می شود، لذا در تحقیق حاضر، تأثیر ارتعاشات فعال یک مولدگردابه پیزوالکتریک بر نرخ انتقال حرارت جابه جایی در یک میکروکانال بررسی میشود. برای تولید ارتعاش، پالس های کوتاه و پی وسته ای از انرژی الکتریکی به سوی مولدی پیزوالکتریک ارسال میشود. اعمال ولتاژ الکتریکی به قطعه پیزوالکتریک، باعث منبسط/ منقبض شدن آن میشود و به دلیل تمایل قطعه پیزوالکتریک برای بازگشت به حالت و اندازه اولیه خود، شروع به ارتعاش میکند . ارتعاش قطعه پیزوالکتریک باعث تولید گردابه میشود. این گردابهها باعث برهم زدن لایه مرزی حرارتی میشود و امکان عبور جریان سیال سرد از کنار جدارههای گرم میکروکانال را موجب میشود. شایان ذکر است که اثرات متقابل حرکت مولدگردابه پیزوالکتریک و میدان سیال در میکروکانال منجر به تشکیل یک مسئله ی برهم کنش سیال-سازه خواهد شد که شبیه سازی این مطالعه عددی با استفاده از نرم افزار کامسول مولتی فیزیکس انجام گرفته است و نتایج قابل قبولی برای نرخ انتقال حرارت و افت فشار در میکروکانال به دست آمده است.