بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال کسون داخل یک لوله ی افقی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال کسون داخل یک لوله ی افقی

ارائه دهنده: Provider: امیررضا صادقی - رشته مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر امیره نوربخش

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محمد سعید عقیقی

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محسن گودرزی - دکتر حبیب الله سایه وند

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 9 مهر 1401 ساعت 16

مکان ارائه: Place of presentation: سمینار 3

چکیده: Abstract: در این پژوهش جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی آرام سیال ویسکوپلاستیک از نوع کسون داخل یک لوله افقی در حالت دو بعدی بصورت عددی بررسی شده است. شروط مرزی مساله بصورت اصل عدم لغزش روی دیواره ها و دمای غیر یکنواخت دیواره سمت چپ و راست سیلندر ،در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل جزیی حاکم توصیف کننده ی جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود مبتنی بر کد نویسی در محیط متلب) روی محدوه ی وسیعی از پارامتر های بی بعد حل شده است. در این پژوهش به بررسی اثر مقادیر مختلف اعداد: رایلی، بینگهام و عدد تسلیم متناظر با بینگهام مربوطه ، و نیز اثر چرخش استوانه با زوایای چرخش (??)مختلف نسبت به حالت اولیه در هر دو جهت ساعتگرد و پادساعتگرد بر مقدار عدد ناسلت میانگین روی دیواره ی سیلندر گرم شده و توزیع سرعت، دما، نواحی تسلیم شده/نشده و خطوط جریان، خطوط همدما و نیز توزیع گرادیان سرعت در هندسه ی جریان، پرداخته می شود. جزییات میدان های دما و جریان در داخل سیلندر به ترتیب به وسیله ی شکل های مربوط به خطوط دما و جریان نشان داده شده است. هم چنین نواحی تسلیم شده و تسلیم نشده ی قسمت های مختلفی از دامنه ی جریان مشخص شده اند. بعلاوه، به وسیله ی نمودار های نشان دهنده ی توزیع عدد ناسلت محلی روی سطح دما پایین سیلندر به همراه مقدار میانگین آن و نمودار های سرعت و دما در مقطع عرضی بین سیلندر در زاویه ی (∅=0°) توضیحات بیشتری فراهم آمده است. دریافت شد که عدد ناسلت میانگین با افزایش عدد بینگهام تا مقدار محدود کننده ی عدد بینگهام (〖Bn〗_Max) که با توجه به طبیعت تسلیم نشده ی جریان، عدد ناسلت میانگین به مقدار تقریبی، نزدیک به حد رسانایی خالص می رسد، کاهش می یابد. با افزایش هر چه بیشتر زاویهα در هردو جهت پاد ساعتگرد و ساعتگرد مقدار ماکسیمم ناسلت میانگین کاهش می یابد که این کاهش برای جهت ساعتگرد بیشتر است،پس ماکسیمم انتقال حرارت بین سیلندر و سیال در زاویه صفر درجه رخ می دهد.همچنین نکته دیگری که بدست آمد این است که از بین رفتن تدریجی انتقال حرارت جابجایی و غالب شدن انتقال حرارت رسانایی ، در مقادیر عدد تسلیم یا به عبارتی اعداد بینگهام کمتری نسبت به حالت صفر درجه رخ می دهد که نشان از توقف زودتر جابجایی جریان نسبت به حالت یاد شده دارد. علاه بر این، پی برده شد که عدد بینگهام بیشینه و عدد ناسلت میانگین (¯Nu) با افزایش عدد رایلی، هردو افزایش می یابند. بعلاوه، با توجه به وجود تنش تسلیم سیال، نواحی شبه سیال (تسلیم شده) و شبه جامد (تسلیم نشده) بسته به میزان تنش غالب جریان در مقابل تنش تسلیم سیال، در دامنه ی جریان هم زیستی می کنند. در یافته شد که به طور طبیعی، در نواحی شبه جامد، انتقال حرارت به صورت رسانایی رخ می دهد و انتقال حرارت جابجایی به نواحی تسلیم شده (شبه سیال) محدود می شود. علاوه بر این، روشن شد که گستره ی نواحی تسلیم شده با افزایش عدد بینگهام و/یا کاهش عدد رایلی به موجب تضعیف جریان ناشی از شناوری، کاهش می یابد. در نهایت در عدد بینگهام بیشینه تمام جریان به صورت شبه جامد در آمده و در نتیجه، انتقال حرارت به صورت رسانایی خالص رخ می دهد.

فایل: ّFile: تنزيل فایل