Nghiên cứu tổ hợp dòng phun tác động trực giao lên bề mặt

Nghiên cứu về dòng phun đang được quan tâm rộng rãi nhờ khả năng ứng dụng trong nhiều quy trình xử lý nhiệt công nghiệp. Ưu điểm của dòng phun là khả năng kiểm soát hiệu quả truyền nhiệt thông qua điều chỉnh các thông số thiết kế. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và ứng dụng dòng phun vào thực tế rất phức tạp do sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố tới hiệu quả truyền nhiệt. Nghiên cứu này tập trung vào việc mô phỏng cấu trúc dòng chảy của nhiều dòng phun tác động lên một bề mặt bằng phần mềm Ansys Fluent, nhằm giảm chi phí và thời gian nghiên cứu so với phương pháp thực nghiệm.

Nghiên cứu này hướng đến việc làm rõ đặc tính dòng chảy và khả năng truyền nhiệt của tổ hợp dòng phun tác động lên bề mặt, từ đó cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc tối ưu hóa các hệ thống làm mát sử dụng dòng phun trong thực tế. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để thiết kế các hệ thống làm mát hiệu quả hơn trong các lĩnh vực như công nghiệp, điện tử và y tế.

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát cấu trúc dòng chảy và truyền nhiệt của tổ hợp dòng phun tác động trực giao lên bề mặt sử dụng phần mềm Ansys Fluent. Mô hình 2D được xây dựng để giảm thời gian mô phỏng, với các thông số như số lượng lỗ phun, đường kính cửa vào, khoảng cách phun, số Reynolds, khoảng cách giữa các vòi phun và nhiệt độ. Kết quả cho thấy sự hình thành các vùng xoáy tuần hoàn quanh vùng phun, kích thước của chúng tăng lên khi khoảng cách giữa các vòi phun và khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt tăng. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự tác động của vòi phun trung tâm đến hai vòi phun biên, ảnh hưởng đến dòng chảy và hiệu quả truyền nhiệt. Hiệu quả truyền nhiệt tốt nhất đạt được khi khoảng cách vòi phun đến bề mặt là nhỏ nhất (H/D=2).