آنالیز انتقال حرارت جریان آب در یک میکروکانال با سطح مقطع ذوزنقه

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                              شماره صفحه

 

فصل اول

     مقدمه…………………………………………………………………………………………………….. 1

        1-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………. 2

        1-2- بررسی جریان گاز در میکروکانال…………………………………………………………. 5

        1-3- بررسی جریان مایع در میکروکانال………………………………………………………… 7

        1-4- بررسی پدیده ی دو لایه ی الکتریکی…………………………………………………….. 7

        1-5- بررسی جریان دو فازی در میکروکانال………………………………………………….. 9

        1-6- فرایند ساخت MCHEX……………………………………………………………………. 9

فصل دوم

مروری بر کارهای گذشته…………………………………………………………………………………… 11

      2-1- اولین آزمایشات صورت گرفته…………………………………………………………. 12

          2-2- مهم ترین کارهای تجربی و آزمایشگاهی…………………………………………… 13

          2-3- برخی از نتایج متناقض…………………………………………………………………… 18

فصل سوم

معادلات حاکم………………………………………………………………………………………………………………..22

          3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………..23

          3-2-1- معادله بقاي جرم……………………………………………………………………………………..26

          3-2-2- معادله اندازه حركت………………………………………………………………………………..26

          3-2-3- معادله ی انرژی………………………………………………………………………………………27

          3-2-4- معادله انرژي جنبشي اغتشاش…………………………………………………………………..28

          3-2-5- مدل­های­ حل­ جران سیالات………………………………………………………………………28

          3-2-6- فرضیات و ساده سازی معادلات برای شرایط خاص در میکروکانال………………33

          3-3- تاریخچه دینامیک سیالات محاسباتی ……………………………………………………………38

          3-3-1- مکانیزم عملکردی دینامیک سیالات محاسباتی……………………………………………38

          3-3-2- روش‌های عددی مورد استفاده در دینامیک سیالات محاسباتی …………………….39

          3-3-3- کاربردهای دینامیک سیالات محاسباتی …………………………………………………….39

          3-4- معرفی نرم افزار فلوئنت……………………………………………………………………………..39

فصل چهارم

شبیه سازی مساله……………………………………………………………………………………………………………42

          4-1- آشنایی با محیط نرم افزار فلوئنت………………………………………………………………..43

          4-2- شبیه سازی مساله……………………………………………………………………………………..50

فصل پنجم

جمع بندی و نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………….91

          5-1- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………….92

          5-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………92

          منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………………….93

 

 

فهرست اشکال

عنوان شکل                                                               شماره صفحه

 

شكل(4-1): محیط اصلی نرم افزار انسیس…………………………………………………………………………………………….43

شكل(4-2): نمایی از محیط Setup نرم افزار فلونت………………………………………………………………………45

شكل (4-3): زیر گزینه های مربوط به گزینه ی General……………………………………………………………..47

شكل(4-4): زیر مجموه های مربوط به گزینه ی Models……………………………………………………………..48

شكل(4-5): نمایی از محیط Material در نرم افزار فلونت…………………………………………………………….49

شكل(4-6): نمایی از سطح مقطع میکروکانال…………………………………………………………………………………51

شكل(4-7): نمایی از میکروکانال………………………………………………………………………………………………….52

شکل (4-8): تعداد گره ها و المان های مش بندی مساله…………………………………………………………………53

شکل (4-9): نمایی از تنظیمات بخش General……………………………………………………………………………54

شکل (4-10): تنظیمات مربوط به بخش Models و آشفتگی جریان……………………………………………….55

شکل (4-11): نمایی از محیط Matrials……………………………………………………………………………………..56

شکل (4-12): تنظیمات مربوط به شرط مرزی ورودی کانال……………………………………………………………57

شکل (4-13): تنظیمات مربوط به شرط مرزی خروجی کانال…………………………………………………………..58

شکل (4-14): تنظیمات مربوط به دیواره ی میکروکانال…………………………………………………………………..59

شکل (4-15): تنظیم شرط مرزی شار ثابت بر روی دیواره ی میکروکانال………………………………………….60

شکل (4-16): تنظیمات مربوط به حل مساله………………………………………………………………………………….61

شکل (4-17): منحنی باقیمانده ها برای حل مساله………………………………………………………………………….62

شکل (4-18): نمایی از کانتور سرعت در ورودی کانال…………………………………………………………………..63

شکل (4-19): نمایی از کانتور سرعت درمیانه لوله………………………………………………………………………….64

شکل (4-20): نمایی از کانتور سرعت در خروجی کانال…………………………………………………………………65

شکل (4-21): کانتور دما بر روی دیواره ی میکروکانال……………………………………………………………………66

شکل (4-22): کانتور دما در خروجی میکروکانال……………………………………………………………………………67

شکل (4-23): کانتور فشار در ورودی میکروکانال………………………………………………………………………….68

شکل (4-24): نرخ کلی انتقال حرارت در بخش های مختلف میکروکانال………………………………………….69

شکل (4-25): ضریب انتقال حرارتی دیواره ی میکروکانال………………………………………………………………70

شکل (4-26): مقدار متوسط ناسلت سطحی برای دیواره ی میکروکانال…………………………………………….71

شکل (4-27): کانتور سرعت در ورودی میکروکانال……………………………………………………………………….72

شکل (4-28): کانتور سرعت در ورودی میکروکانال……………………………………………………………………….73

شکل (4-29): کانتور سرعت در خروجی میکروکانال……………………………………………………………………..74

شکل (4-30): کانتور دما در وردی میکروکانال………………………………………………………………………………75

شکل (4-31): کانتور دما در خروجی میکروکانال……………………………………………………………………………76

شکل (4-32): کانتور فشار در ورودی میکروکانال………………………………………………………………………….77

شکل (4-33): میزان کل نرخ انتقال حرارت در بخش های مختلف میکروکانال…………………………………..78

شکل (4-34): ضریب متوسط انتقال حرارت روی دیواره ی میکروکانال……………………………………………79

شکل (4-35): عدد ناسلت متوسط سطحی…………………………………………………………………………………….80

شکل (4-36): نمایی از سطح مقطع هندسه ی مساله……………………………………………………………………….81

شکل (4-37): کانتورسرعت در ورودی کانال…………………………………………………………………………………82

شکل (4-38): کانتور سرعت در خروجی کانال………………………………………………………………………………83

شکل (4-39): کانتور فشار در ورودی کانال…………………………………………………………………………………..84

شکل (4-40): کانتور فشار در خروجی کانال…………………………………………………………………………………85

شکل (4-41): کانتور دما بر روی دیواره ی میکروکانال……………………………………………………………………86

شکل (4-42): کانتور دما در خروجی میکروکانال……………………………………………………………………………87

شکل (4-43): میزان انتقال حرارت کل در بخش های مختلف میکروکانال…………………………………………88

شکل (4-44): متوسط ضریب انتقال حرارت سطحی برای دیواره ی میکروکانال…………………………………89

شکل (4-45): متوسط عدد ناسلت سحی روی دیواره ی میکروکانال…………………………………………………