محمد علایی
محمد علایی
دانشکده: فنی و مهندسی
گروه: مهندسی مکانیک
عنوان پایان نامه:
برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک، گرایش تبدیل انرژی
عنوان:
بررسی اثر زاویه محفظه بر جریان جابجایی طبیعی آرام سیال بینگهام
استاد راهنما:
دکتر محمد سعید عقیقی
استاد مشاور:
دکتر امین عمار
اساتید داور:
دکتر محسن گودرزی
دکتر حبیب الله سایه وند
پژوهشگر:
محمد علایی
تاریخ برگزاری جلسه دفاع:
07/09/1397
ساعت: 15
مکان:
سمینار 3 مکانیک
Bu-Ali Sina University
Faculty of Engineering
MSc Thesis
Title
Effects of inclination angle laminar natural convection in enclosures filled with Bingham
By
Mohammad alaei
Supervisor
Dr.Mohammad Saeed Aghighi
Advisor
Dr.Amin ammar
November & 2018
چكيده:
در این پژوهش بررسی اثر زاویه محفظه بر جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی آرام پایدار سیال بینگهام-پلاستیک ، در یک حفره مربع دوبعدی با مرزهای متفاوت دمایی (یک صفحه گرم و صفحه مقابل سرد)، بهصورت عددی بررسیشده است . معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم توصیفکنندهی جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود مبتنی بر کد نویسی در محیط متلب ) روی محدوده وسیعی از پارامترهای بیبعد مربوطه ، ازجمله ، عدد رایلی (5×〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^5)، عدد پرانتل (pr=1 ,10 ,100 ,1000) ، عدد بینگهام (0≤Bn≤〖Bn〗_max) و زاویه انحراف محفظه (0≤ϕ≤180) حلشدهاند . جزییات کانتورهای دما و جریان، نمودارهای سرعت و دما و همچنین توزیع عدد ناسلت میانگین در زاویههای مختلف ارائه شده و نواحی تسلیمشده و نشدهی سیال درون حفره مشخصشده است .نتایج نشان داد که عدد بینگهام بیشینه (〖Bn〗_max ) و عدد ناسلت میانگین((Nu) ̅ ) با افزایش عدد رایلی افزایش مییابند، اما (Nu) ̅ برای سیالات ویسکوپلاستیک نسبت به سیالات نیوتنی در مقادیر یکسان از عدد رایلی کوچکتر می باشد. همچنین با افزایش عدد بینگهام تا مقدار حدی (〖Bn〗_max ) ، عدد ناسلت میانگین به حد رسانایی خالص((Nu) ̅=1) میرسد، و انتقال حرارت بهصورت هدایت صورت میگیرد. از طرف دیگر پی برده شد که عدد ناسلت میانگین، وابستگی بسیار ضعیفی را به عدد پرانتل نشان میدهد. عدد ناسلت میانگین و عدد بینگهام ماکزیمم (〖Bn〗_max )برای هردو سیال نیوتنی و بینگهام با افزایش ϕ تا رسیدن به یک مینیمم محلی در زاویه ϕ^* قبل از افزایش ϕ تا ϕ=90 درجه کاهش مییابد. برای ϕ>90 مقدار (Nu) ̅ با افزایش ϕ تا رسیدن به (Nu) ̅=1 در زاویهی ϕ=180 برای همهی مقادیر عدد رایلی کاهش مییابد.همچنین 〖Bn〗_max با افزایش ϕ برای 90<ϕ<180، کاهش مییابد. بعلاوه، با توجه به وجود تنش تسلیم سیال، نواحی شبه سیال(تسلیمشده)و شبه جامد(تسلیم نشده) بسته به میزان تنش غالب جریان در مقابل تنش تسلیم سیال، در دامنهی جریان همزیستی میکنند. دریافته شد که بهطور طبیعی، در نواحی شبه جامد انتقال حرارت بهصورت رسانایی رخ میدهد و انتقال حرارت جابجایی به نواحی تسلیمشده محدود میشود. علاوه براین روشن است که گسترهی نواحی تسلیمشده با افزایش عدد بینگهام و یا کاهش عدد رایلی بهموجب تضعیف جریان ناشی از شناوری کاهش مییابد. درنهایت در عدد بینگهام بیشینه تمام جریان بهصورت شبه جامد درآمده و انتقال حرارت بهصورت رسانایی خالص رخ میدهد.
واژههای کلیدی: جابجایی طبیعی، انتقال حرارت، تنش تسلیم، سیال بینگهام-پلاستیک، محفظه مربعی شکل
Abstract:
In this study, effects of inclination angle on steady-state laminar natural convection in enclosures filled with Bingham viscoplastic fluid, In a two-dimensional square enclosures with differentially heatad sidewalls (A hot plate and a cold front plate), has been investigated numerically. The governing partial differential equations describing the fluid flow and heat transfer, have been solved (using the Finite-Element Method based on coding in MATLAB environment) over wide ranges of the pertinent dimensionless parameters, namely, Rayleigh number (5×〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^5 ), prandtl number (pr=1,10,100,1000), Bingham number (0≤Bn≤〖Bn〗_max ) and inclination enclosure (0≤ϕ≤180) . The detailed flow and temperature contours, variations of non-dimensional velocity and Temperature, as well as the distribution of mean Nusselt number are presented at inclination angles and the yielded and unyielded regions within the cavity fluid, has been revealed. The result showed that the maximum Bingham number (〖Bn〗_max ) and the mean Nussselt number ((Nu) ̅ ) increases with increasing Rayleigh numer, but ((Nu) ̅ ) for viscoplastic fluids is smaller than Newtonian fluids at the same values as the Rayleigh numer. Also, with the Bingham number increasing up to a limiting value of the Bingham number (〖Bn〗_max ), The mean Nusselt number reaches the pure conductivity((Nu) ̅=1), and the heat transfer is carried out in the direction of conduction. On the other hand, it has been found that the mean Nusselt number shows a very weakening dependence on the prandtl number. The mean Nusselt number and the maximum Bingham number (〖Bn〗_max ) for both the Newtonian and Bingham fluids are decreases with increasing ϕ until reaching a local minimum at an angle ϕ^* before increasing again with increasing ϕ until ϕ=90 deg. For ϕ>90 deg the mean Nusselt number (Nu) ̅ decreases with increasing ϕ before assuming (Nu) ̅=1 at ϕ=180 deg for all values of Rayleigh number Ra. However, 〖Bn〗_max decreases monotonically with increasing ϕ for 90 deg<ϕ<180 deg. Finally, owing to the presence of the fluid yield stress, both fluid-like (yielded) and solid-like (unyielded) regions coexist in the flow domain depending upon the prevailing stress levels vis-a-vis the value of the fluid yield stress. It is found that naturally, heat transfer in the solid-like regions occurs purely by conduction and convection is thus restricted to the fluid-like regions. Furthermore, the yielded regions progressively diminish with the increasing value of the Bingham number and/or the decreasing value of the Rayleigh number as the buoyancy-induced flow weakens. Eventually, the entire flow in the maximum Bingham number is converted to the solid-like and thereby heat transfer occurs by pure conduction.
Key words: Natural convection, heat transfer, yield stress, Bingham plastic fluid, square enclosure
1- مشخصات فردی
نام: محمد | نام خانوادگی: علایی | تاریخ تولد: 2 تیر 1370 |
وضعیت تاهل : مجرد | نشانی محل سکونت: بروجرد- شهرک شهید محمد بروجردی | |
شماره تماس: 09031619504 | پست الکترونیکی: m70.alaei@gmail.com |
2- سوابق تحصیلی
مقطع | رشتهی تحصیلی | عنوان پایاننامه | دانشگاه محل تحصیل | معدل | زمان پایان |
|
کارشناسی ارشد | مهندسی مکانیک-تبدیل انرژی | بررسی اثر زاویه محفظه بر جابجایی طبیعی آرام سیال بینگهام | دانشگاه بوعلی سینا | 15.18 | 1397 |
|
کارشناسی | مهندسی مکانیک-بیوسیستم | چگونگی طراحی و تئوری استفاده از دودکش خورشیدی | دانشگاه ایلام | 14.50 | 1393 |
|
3- آشنایی با زبان های خارجی
زبان | خواندن | نوشتن | مکالمه |
انگلیسی | Advanced | Advanced |
4- آشنایی با نرم افزار
درجه آشنایی | نرمافزار |
پیشرفته | Matlab |
خوب | Solidworks |
متوسط | Autocad |
خوب | Catia |
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...
قابل توجه دانشجویان مصاحبه دکتری: آخرین مهلت شرکت در مصاحبه دکتری برای کلیه رشته ها اعم از برق، کامپیوتر، مواد، صنایع و مکانیک برای دانشجویانی که موفق به انجام مصاحبه...
بدینوسیله فرزندان افتخار آفرین دانشکده مهندسی در سال 1401 را معرفی نموده و با عرض تبریک برای این عزیزان موفقیت روزافزون مسالت می نماید. ...