Numerical Investigation of working parameters effect on the sensible effectiveness of heat wheel
محورهای موضوعی : Smart & Advanced Materials
1 - گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - دانشکده مهندسی مکانیک، گروه تبدیل انرژی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
In this paper, a sensible Heat wheel is modeled as one-dimensional and unsteady using finite difference method implemented in a code. The governing equations include the energy conservation equations in the air stream and in the matrix are discretized and are solved in coupled form. Numerical results show that after about thirty to forty cycles, the wheel reaches steady state conditions and the wheel efficiency is shown to be constant. In steady state condition, the temperature distribution for both the air flow and the matrix is almost linear. Wheel temperature distributions are analyzed at different times and locations until steady state. Finally, investigation of the effect of different wheel parameters on wheel performance using the developed numerical model is done. Numerical results showed that the effectiveness of sensible wheel can be enhanced by an increasing the volume flow rate, decreasing the porosity of the matrix, increasing the number of transfer units (NTU).
در این مقاله یک نمونه چرخ مبدل گرمایی از نوع چرخ گرمایی محسوس به صورت یکبعدی و غیردائم با استفاده از روش حل عددی اختلاف محدود بر پایه برنامه نویسی مدلسازی شدهاست. معادلات حاکم شامل معادلات بقای انرژی در جریان هوا و در بدنه مبدل گرمایی گسسته شده و به صورت کوپل حل شدهاست. نتایج عددی بدست آمده نشان داد که بعد از گذشت حدود سی تا چهل سیکل، چرخ به شرایط کاری پایا میرسد و راندمان چرخ مقداری ثابت می‌شود. در شرایط کاری پایا، توزیع دما هم برای جریان هوا و هم برای بدنه مبدل گرمایی دارای توزیع تقریبا خطی میباشد. توزیع دما در راستای چرخ در زمانها و مکانهای مختلف تا رسیدن به حالت پایا مورد تحلیل قرار گرفت. در نهایت، بررسی اثر پارامترهای مختلف چرخ گرمایی بر راندمان چرخ با استفاده از مدل عددی توسعهیافته انجام شد. نتایج عددی نشان داد که راندمان محسوس چرخ را میتوان با کاهش دبی حجمی، کاهش میزان تخلخل بدنه مبدل گرمایی، افزایش تعداد واحد انتقال (NTU) افزایش داد.
