%34تخفیف

بررسی اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجای اجباری در کانال پله ای با مانع دایروی

121صفحه فايل word

قابل ويرايش

چکیده :

در سال های اخیر، توانایی کنترل هیدرو دینامیکی و یا حرارتی سیال ها مورد توجه دانشمند و مهندسان قرار گرفته است. یکی از روش های مناسب یرای این کار استفاده از سیال مغناطیسی و میدان مغناطیسی است. به رغم مطالعات گسترده در زمینه انتقال حرارت نانو سیال، مطالعات محدودی در زمینه بررسی جریان و انتقال حرارت نانو سیالات مغناطیسی انجام شده است. در پژوهش حاضر، میدان جریان و دما بر روی یک پله پسرو تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت در زوایای مختلف در شرایط دو بعدی، آشفته، غیر قابل تراکم و پایدار به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. نانو سیال آب-مس در فرآیند خنک کاری پله پسرو استفاده شده است. در این پژوهش خواص ضریب هدایت گرمایی و ضریب ویسکوزیته نانو سیال به دما و درصد نسبت حجمی نانو ذرات بستکی دارد.که درصد نسبت نانو ذرات 0.04 درصد میباشد. همچینین اعمال میدان مغناطیسی به صورت یکنواخت و در دو حالت با زوایای 90 درجه و 45 درجه مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی عددی با روش حجم محدود و براساس حل معادلات جریان و انرژی می باشد. تاثیر پارامترهای عدد رینولدز، عدد هارتمن و زاویه شیب میدان مغناطیسی بر عدد ناسلت مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در زاویه شیب 45 درجه میدان مغناطیسی، و در بالاترین عدد رینولدز یعنی 200 و در بیشترین عدد هارتمن 100 اعمال میدان مغناطیسی تاثیر به سزایی در افزایش انتقال حرارت دارد.

کلمات کلیدی :میدان مغناطیسی، جابجایی اجباری،کانال پله­ای، نانوسیال

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                                                                                صفحه

چکیده : 1

مقدمه : 2

فصل اول. 6

کلیات. 6

1-1- خلاصه‌اي از تاريخچه‌ي هيدروديناميك مغناطيسي.. 7

1-1-1- افزایش آهنگ انتقال حرارت در جابجائی طبیعی.. 8

1-1-2- افزایش آهنگ انتقال حرارت در جابجائی اجباری.. 10

فصل دوم. 14

پایه های نظری جریان داخل کانال و روش های افزایش آهنگ انتقال. 14

حرارت. 14

2-1- پایه های نظری جریان 15

2-1-1- مقدمه ای بر انتقال حرارت جابجائی.. 15

2-2-  روش های افزایش آهنگ انتقال حرارت.. 16

2-2-1- روشهای غیر فعال. 18

2-2-2- روش های فعال. 27

2-3-  نانو سیال. 27

2-3-1 مفهوم نانوسیال. 27

2-3-2-تولید نانوسیال. 28

2-3-2-1- روش یک ‌مرحله‌ای.. 28

2-3-2-2- روش دو مرحله‌اي.. 28

2-3-3- پایداری نانوسیال. 29

2-3-4- مزیت‌های نانوسيال. 29

2-3-5- آشنايي با مفاهيم نانو سيال. 30

2-3-5-1- انباشتگي ذرات.. 30

2-3-5-2-  نسبت حجمي ذرات نانو. 31

2-3-5-3- حرکت براوني.. 31

2-3-5-4- ترموفورسيس… 31

2-3-5-5-  اندازه نانوذرات.. 31

2-3-5-6- شکل نانوذرات.. 32

2-3-5-7- ضخامت لايه سيال بين ذرات نانو. 32

2-3-5-8- دما 32

2-3-5-9-لغزش بين نانوذره و سيال پايه. 33

2-3-6- روش‌های مدل کردن انتقال حرارت نانوسیال. 33

2-3-6-1-نظريه سيال تك‌فازي.. 33

2-3-6-2- نظريه سيال دوفازي.. 33

2-3-7- خواص ترموفیزیکی نانوسیال. 34

2-3-7-1- دانسیته و ظرفیت گرمای ویژه نانوسیال. 34

2-3-7-2- ضریب رسانش حرارتی نانوسیال. 35

2-3-7-3- ويسکوزيته موثر نانوسيال. 36

فصل سوم. 38

معادلات اساسی حاکم برسیال و انتقال حرارت و پدیده 38

الکتروهیدرودینامیک.. 38

3-1- معادلات اساسی میدان های مغناطیسی.. 39

3-1-1- روش القاي مغناطيس… 40

3-1-2- روش پتانسيل الکتريکي.. 41

3-2-  معادلات اساسی جریان سیال. 43

3-2-1- بقای جرم در حالت سه بعدی.. 43

3-2-2- معادله اندازه حرکت در حالت سه بعدی.. 44

3-2-3- معادلات ناویر-استوکس برای سیال نیوتنی.. 45

3-2-4- معادله انتقال حرارت جابجائی.. 46

3-3- معادلات حاکم بر پدیده MHD.. 47

فصل چهارم: 48

بررسی عددی و تجربی مساله. 48

4-1- معرفی برنامه فلوئنت.. 49

4-1-1 – قابليتهاي برنامه FLUENT. 49

4-1-2-   معادلالات حاكم و روشهاي حل در فلوئنت.. 50

4-1-3- روش های عددی در فلوئنت.. 50

4-1-4-  UDF  ( تابع تعریفی کاربر) 52

4-2- هندسه مساله. 53

4-3- خصوصیات ترمو فیزیکی سیال. 54

4-4- معادلات حاکم. 55

4-5- شرایط مرزی.. 56

4-6- شبکه بندی.. 57

4-7- بررسی مستقل بودن حل از شبکه بندی.. 58

4-8- فرایند حل مساله در تحقیق جاری.. 59

فصل پنجم: 61

نتایج و پیشنهادات. 61

5-1- اعتبارسنجی  حل عددی.. 62

5-1-1- نتایج بدون وجود میدان مغناطیسی.. 62

5-1-2- معتبرسازی نتایج با وجود اثر میدان مغناطیسی.. 63

5-2- نتایج.. 66

5-2-1- نتایج در عدد رینولدز 10 با زاویه شیب .. 66

5-2-2- نتایج در عدد رینولدز 50 با زاویه شیب .. 71

5-2-3- نتایج در عدد رینولدز 100 با زاویه شیب .. 76

5-2-4- نتایج در عدد رینولدز 200 با زاویه شیب .. 81

5-2-5- نتایج در عدد رینولدز 10 با زاویه شیب .. 86

5-2-6- نتایج در عدد رینولدز 50 با زاویه شیب .. 89

5-2-7- نتایج در عدد رینولدز 100 با زاویه شیب .. 93

5-2-5- نتایج در عدد رینولدز 200 با زاویه شیب .. 96

5-3 نتیجه گیر و بحث.. 99

5-4 پیشنهادات برای بررسی های بعدی : 102

منابع و ماخذ. 103

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول 1-4 خصوصیات ترمو فیزیکی سیال و نانو 54

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

شکل 1-1. عکس العمل یک میدان مغناطیسی و حرکت حلقه سیم. 3

شكل 2-1  شكلي از لكه‌هاي خورشيدي. 19

شكل 2-2 حركت گدازه‌ها در مركز كره زمين باعث حفظ ميدان مغناطيسي زمين مي‌شود 20

شكل 2-3 طرحي از راكتور‌هاي گرما هسته‌اي. 20

شکل 2-4 طرحی از اجزای یک مولد قدرت هیدرودینامیک مغناطیسی. 21

شکل 2-5 طرحی از مجرای هیدرودینامیک مغناطیسی در یک مولد قدرت هیدرودینامیک مغناطیسی. 21

شکل 2-6 نمایی از یک مولد قدرت هیدرودینامیک مغناطیسی. 22

شکل 2-7  نمایشی از نحوة شتاب گرفتن یک گاز با استفاده از اصول هیدرودینامیک مغناطیسی. 23

شکل 2-8  طرحی ساده از یک پمپ هیدرودینامیک مغناطیسی. 24

شکل2-9 . (الف) زیر دریایی نظامی با سیستم رانش هیدرودینامیک مغناطیسی حلقوی. 26

(ب) اجزای مختلف سیستم رانش هیدرودینامیک مغناطیسی حلقوی. 26

شكل 2-10 طرحي از همزن‌هاي مغناطيسي. 27

شكل 2-11 اثر لايه سيال بر روي نانو ذرات. 32

شکل 1-4 الکوریتم حل کننده تفکیکی در فلوئنت.. 51

شکل 2-4 الکوریتم حل کننده پیوسته در فلوئنت.. 52

شکل 4-3 هندسه درمساله مورد نظر 54

شکل 4-4 شرایط مرزی درمساله مورد نظر 57

شکل 4-6 بررسی استقلال شبکه در تعداد المان هی مختلف.. 59

شکل 5-1 خطوط جریان برای رینولدز 200 62

شکل 5-3 مقایسه عدد ناسلت کار حاضر با کار کومار و همکاران. 63

شکل 5-4 شماتیک هندسه مورد بحث قاسمی و همکاران 64

شکل 5-5 تغییر سرعت افقی در امتداد خط مرکزی از کانال برای اعداد هارتمن مختلف در رینولدز 100 الف )  ب) . 65

شکل 5-6 خطوط جریان برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 10 با زاویه شیب 90. 67

شکل 5-7 خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 10  با زاویه شیب 90. 68

شکل 5-8 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 10 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  69

شکل 5-9 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 10 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  70

شکل 5-10 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 10 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90. 70

شکل 5-11 خطوط جریان برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 50 با زاویه شیب 90. 72

شکل 5-12 خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 50 با زاویه شیب 90. 73

شکل 5-13 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 50 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  74

شکل 5-14 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 50 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  75

شکل 5-15 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 50 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90. 75

شکل 5-16 خطوط جریان برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 100 با زاویه شیب 90. 77

شکل 5-17 خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 100 با زاویه شیب 90. 78

شکل 5-18 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 100 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  79

شکل 5-19 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 100 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  80

شکل 5-20 تغییرات ضریب ویسکوزیته متوسط در رینولدز 100 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  80

شکل 5-21 خطوط جریان برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 200 با زاویه شیب 90. 82

شکل 5-22 خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 200 با زاویه شیب 90. 83

شکل 5-23 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 200 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  84

شکل 5-24 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 200 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90  85

شکل 5-25 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 200 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 90. 85

شکل 5-26  الف و ب ) خطوط جریان   ج و د )  خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 10 با زاویه شیب 45  87

شکل 5-27 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 10 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  88

شکل 5-28 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 10 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  89

شکل 5-29 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 10 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45. 89

شکل 5-30  الف و ب ) خطوط جریان   ج و د )  خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 50 با زاویه شیب 45  90

شکل 5-31 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 50 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  91

شکل 5-32 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 50 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  92

شکل 5-33 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 50 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45. 92

شکل 5-35 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 100 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  94

شکل 5-36 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 100 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  95

شکل 5-37 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 100 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45. 95

شکل 5-38  الف و ب ) خطوط جریان   ج و د )  خطوط دما برای مقادی مختلف Ha ، در رینولدز 200 با زاویه شیب 45  96

شکل 5-39 تغییرات عدد ناسلت موضعی بروی دیوار پایین در رینولدز 200 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 40  97

شکل 5-40 تغییرات ضریب هدایت گرمایی متوسط در رینولدز 200 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45  98

شکل 5-41 تغییرات ویسکوزیته متوسط در رینولدز 200 برای اعداد هارتمن مختلف با زاویه شیب 45. 98

شکل 5-43 تغیرات رینولدز برحسب ناسلت متوسط 1)  2)  3) . 100

4)   5 ) . 100

شکل 5-44 درصد افزایش ناسلت متوسط با حضور میدان مغناطیسی نسبت به عدم حضور میدان مغناطیسی 1)  2)  3)  4)   5 ) . 100

فهرست علائم

علامت

 

کمیت

گرمای ویژه

قدرت میدان الکتریکی،

شتاب ثقل،

ضریب انتقال حرارت،

L

عرض کانال (m)

ارتفاع کانال،

عدد هارتمن

چگالی جریان،

ضریب هدایت حرارتی،

عدد نوسلت

فشار،

عدد پکلت

عدد پرانتل

چگالی شار الکتریکی،

شعاع مانع دایروی،

عدد رایلی

عدد رینولدز

زمان،

دما،

سرعت سیال،

پخش حرارتی،

نسبت حجمی ذرات جامد

زاویه میدان مغناطیسی نسبت به افق

ضریب انبساط حجمی،

گذر دهی ،

گرانروی سیال،Kg/ms

لزجت سینماتیکی سیال،

چگالی،

هدایت الکتریکی،

1 دیدگاه برای بررسی اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجای اجباری در کانال پله ای با مانع دایروی

  1. Uwpxzf

    allergy pills on sale non drowsy allergy medication canada best prescription allergy pills

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo