NUMERICAL INVESTIGATION OF MECHANISMS TO AID IN ENHANCING SURFACE HEAT TRANSFER FROM AND IMPINGING 2D HOT-AIR JET

Abstract

لطالما كانت مشكلة تغطية الجليد للطائرة أثناء الطيران مصدر قلق بالغ للملاحة الجوية، لما يؤثره سلباً على أداء الطائرة. لقد بذلت جهود متواصلة لتحسين النظم المضادة للجليد في الطائرات. من هذه الأنظمة نظام الهواء الساخن المضاد للجليد، والذي يستخدم الهواء الساخن المدفوع من ضاغط المحرك لتسخين أسطح الطائرة ذات الأهمية في عملية الطيران. في هذا النظام يلامس الهواء الساخن الجوانب الداخلية لأسطح الطائرة المهمة والحرجة في عملية الطيران التي تكون عرضة لتكون الجليد على الجوانب الخارجية منها. بسبب الانتقال الحراري من فوهات هذا النظام الملامسة للأسطح فإن ذلك يمنع تكون الجليد وتراكمه. وقد أجريت العديد من الدراسات التجريبية والعددية لزيادة كفاءة نظام الهواء الساخن المضاد للجليد. ولقد تركزت معظم الدراسات والتحقيقات على تصميم فتحة الفوهات أو على الشكل الهندسي للمنطقة الملامسة للهواء الساخن. وبما أن مساحة الانتقال الحراري تتقلص بحدة ما وراء المنطقة الملامسة للفوهة، فلقد عمدت الدراسات والتحقيقات إلى استخدام فوهات متعددة لتعزيز مساحة الانتقال الحراري على مساحة أكبر. ومع ذلك، فإن استخدام فوهات متعددة يزيد من الضغط والإجهاد على المحرك بطلب كميات أكبر من الهواء الساخن. هناك طريقة واحدة للحفاظ على ثبات كمية الهواء المطلوبة من المحرك دون زيادة باستخدام فوه واحدة مع آليات مختلفة مساندة جنباً إلى جنب لتعزيز عملية الانتقال الحراري على مساحة أكبر. وبالتالي فإن هذه الدراسة تركز على زيادة الانتقال الحراري على مساحة أكبر باستخدام فوه واحدة مع آليات مختلفة مساندة جنباً إلى جنب لتعزيز عملية الانتقال الحراري على مدى نطاق أوسع خارج المنطقة الملامسة للفوه. معظم هذه الآليات تزيد من اضطراب تدفق الهواء الساخن مما يتسبب في تحسين عملية الانتقال الحراري. في هذا الإطار، جرى استخدام ودراسة عدد من الأشكال، مثل المثلثات المتعددة، الاسطوانات، الأسافين، القنوات، التجاويف، مولد الدوامات. تم استخدام برنامج FLUENT للمحاكاة العددية للنماذج المذكورة أعلاه. على ضوء هذه الدراسة، سوف تساعد النتائج المحصلة على فهم الطرق والآليات التي تعزز مساحة الانتقال الحراري كما هو مطبق في النظم المضادة للجليد في الطائرات.