بررسی جابه‌جایی ترکیبی در محفظه با صفحه متحرک در حالت گرمایش از کنار - دانشکده فنی و مهندسی
بررسی جابه‌جایی ترکیبی در محفظه با صفحه متحرک در حالت گرمایش از کنار
نوع: Type: پایان نامه
مقطع: Segment: کارشناسی ارشد
عنوان: Title: بررسی جابه‌جایی ترکیبی در محفظه با صفحه متحرک در حالت گرمایش از کنار
ارائه دهنده: Provider: مرتضی نظرپور - مهندسی مکانیک
اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمد سعید عقیقی
اساتید مشاور: Advisory Professors:
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر حبیب اله سایه وند، دکتر امیره نورخش
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 11 - 1405/7/29
مکان ارائه: Place of presentation: 51
چکیده: Abstract: جابه‌جایی ترکیبی در محفظه‌های دارای صفحه متحرک، به دلیل نقش مهم آن در سامانه‌های انتقال حرارت، یکی از مسائل مورد توجه در حوزه مهندسی مکانیک و علوم حرارتی محسوب می‌شود. این پدیده حاصل برهم‌کنش بین جابه‌جایی طبیعی ناشی از اختلاف دما و جابه‌جایی اجباری ناشی از حرکت صفحه متحرک بوده و می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر ساختار جریان و نحوه انتقال حرارت داشته باشد. از آنجا که بسیاری از سیالات مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی دارای رفتار غیرنیوتنی هستند، بررسی رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی این سیالات اهمیت ویژه‌ای دارد. در پژوهش حاضر، جابه‌جایی ترکیبی سیال ویسکوپلاستیک کاسون در یک محفظه مربعی دوبعدی با درپوش بالایی متحرک و گرمایش جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. در این هندسه، دیواره چپ محفظه گرم، دیواره راست سرد و دیواره‌های افقی عایق در نظر گرفته شده‌اند. مدل‌سازی بر اساس فرض جریان آرام، پایا، تراکم‌ناپذیر و استفاده از تقریب بوسینسک انجام شده است. همچنین حالت عدد بینگهام صفر به‌عنوان حالت مرجع سیال نیوتنی در نظر گرفته شده و اثر تغییرات عدد بینگهام بر رفتار جریان و انتقال حرارت بررسی شده است.حل عددی معادلات حاکم برای ترکیب‌های مختلف عدد رینولدز شامل Re=1,10,100و عدد ریچاردسون شامل Ri=0.1,1,10انجام شده است. معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی با روش المان محدود گالرکین (GFEM) و به‌کارگیری المان‌های چهارضلعی لاگرانژی نه‌گرهی (\mathbit{Q}\mathbf{9}) گسسته‌سازی شده و دستگاه معادلات غیرخطی حاصل با الگوریتم نیوتن–رافسون در کد اختصاصی توسعه‌یافته در متلب حل گردیده است. تحلیل نتایج بر اساس خطوط جریان، کانتورهای دما، پروفیل دمای خط مرکزی افقی و تغییرات عدد ناسلت متوسط دیواره گرم صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد بینگهام، اثر تنش تسلیم تقویت شده و توزیع نواحی تسلیم‌نشده در محفظه تغییر می‌کند؛ همچنین عدد ناسلت متوسط دیواره گرم کاهش می‌یابد که بیانگر کاهش سهم جابه‌جایی در انتقال حرارت است. افزایش اعداد رینولدز و ریچاردسون، در محدوده بررسی‌شده، با تغییر ساختار گردابه‌ها، تغییر شکل خطوط هم‌دما و افزایش عدد ناسلت متوسط همراه است. بررسی پروفیل‌های دما نیز نشان می‌دهد که اثر عدد بینگهام علاوه بر کاهش انتقال حرارت، در تغییر شکل توزیع دما و ساختار میدان حرارتی محفظه نمایان می‌شود. این یافته‌ها بیانگر اهمیت رفتار رئولوژیکی سیال کسون در عملکرد حرارتی محفظه دارای صفحه متحرک است و ضرورت توجه به این رفتار را در طراحی و بهینه‌سازی سامانه‌های حرارتی مبتنی بر سیالات ویسکوپلاستیک نشان می‌دهد.