%41تخفیف

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

تعداد 120 صفحه  در word

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

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

فصلاول.. 6

کلیات.. 6

1-1- خلاصه‌ايازتاريخچه‌يهيدروديناميكمغناطيسي.. 7

1-1-1- افزایشآهنگانتقالحرارتدرجابجائیطبیعی.. 8

1-1-2- افزایشآهنگانتقالحرارتدرجابجائیاجباری.. 10

فصلدوم.. 14

پایههاینظریجریانداخلکانالوروشهایافزایشآهنگانتقال.. 14

حرارت.. 14

2-1- پایههاینظریجریان.. 15

2-1-1- مقدمهایبرانتقالحرارتجابجائی.. 15

2-2-  روشهایافزایشآهنگانتقالحرارت.. 16

2-2-1- روشهایغیرفعال.. 18

2-2-2- روشهایفعال.. 27

2-3-  نانوسیال.. 27

2-3-1 مفهومنانوسیال.. 27

2-3-2-تولیدنانوسیال.. 28

2-3-2-1-روشیک‌مرحله‌ای.. 28

2-3-2-2- روشدومرحله‌اي.. 28

2-3-3- پایدارینانوسیال.. 29

2-3-4- مزیت‌هاینانوسيال.. 29

2-3-5- آشناييبامفاهيمنانوسيال.. 30

2-3-5-1- انباشتگيذرات.. 30

2-3-5-2-  نسبتحجميذراتنانو.. 31

2-3-5-3- حرکتبراوني.. 31

2-3-5-4- ترموفورسيس.. 31

2-3-5-5-  اندازهنانوذرات.. 31

2-3-5-6- شکلنانوذرات.. 32

2-3-5-7- ضخامتلايهسيالبينذراتنانو.. 32

2-3-5-8- دما.. 32

2-3-5-9-لغزشبيننانوذرهوسيالپايه.. 33

2-3-6- روش‌هایمدلکردنانتقالحرارتنانوسیال.. 33

2-3-6-1-نظريهسيالتك‌فازي.. 33

2-3-6-2- نظريهسيالدوفازي.. 33

2-3-7- خواصترموفیزیکینانوسیال.. 34

2-3-7-1- دانسیتهوظرفیتگرمایویژهنانوسیال.. 34

2-3-7-2- ضریبرسانشحرارتینانوسیال.. 35

2-3-7-3- ويسکوزيتهموثرنانوسيال.. 36

فصلسوم.. 38

معادلاتاساسیحاکمبرسیالوانتقالحرارتوپدیده.. 38

الکتروهیدرودینامیک.. 38

3-1- معادلاتاساسیمیدانهایمغناطیسی.. 39

3-1-1- روشالقايمغناطيس.. 40

3-1-2- روشپتانسيلالکتريکي.. 41

3-2-  معادلاتاساسیجریانسیال.. 43

3-2-1- بقایجرمدرحالتسهبعدی.. 43

3-2-2- معادلهاندازهحرکتدرحالتسهبعدی.. 44

3-2-3- معادلاتناویر-استوکسبرایسیالنیوتنی.. 45

3-2-4- معادلهانتقالحرارتجابجائی.. 46

3-3- معادلاتحاکمبرپدیدهMHD.. 47

فصلچهارم:.. 48

بررسیعددیوتجربیمساله.. 48

4-1- معرفیبرنامهفلوئنت.. 49

4-1-1-قابليتهايبرنامه FLUENT. 49

4-1-2-معادلالاتحاكموروشهايحلدرفلوئنت.. 50

4-1-3- روشهایعددیدرفلوئنت.. 50

4-1-4-  UDF  ( تابعتعریفیکاربر).. 52

4-2- هندسهمساله.. 53

4-3- خصوصیاتترموفیزیکیسیال.. 54

4-4- معادلاتحاکم.. 55

4-5- شرایطمرزی.. 56

4-6- شبکهبندی.. 57

4-7- بررسیمستقلبودنحلازشبکهبندی.. 58

4-8- فرایندحلمسالهدرتحقیقجاری.. 59

فصلپنجم:.. 61

نتایجوپیشنهادات.. 61

5-1- اعتبارسنجیحلعددی.. 62

5-1-1- نتایجبدونوجودمیدانمغناطیسی.. 62

5-1-2- معتبرسازینتایجباوجوداثرمیدانمغناطیسی.. 63

5-2- نتایج.. 66

5-2-1- نتایجدرعددرینولدز 10 بازاویهشیب .. 66

5-2-2- نتایجدرعددرینولدز 50 بازاویهشیب .. 71

5-2-3- نتایجدرعددرینولدز 100 بازاویهشیب .. 76

5-2-4- نتایجدرعددرینولدز 200 بازاویهشیب .. 81

5-2-5- نتایجدرعددرینولدز 10 بازاویهشیب .. 86

5-2-6- نتایجدرعددرینولدز 50 بازاویهشیب .. 89

5-2-7- نتایجدرعددرینولدز 100 بازاویهشیب .. 93

5-2-5- نتایجدرعددرینولدز 200 بازاویهشیب .. 96

5-3 نتیجهگیروبحث.. 99

5-4 پیشنهاداتبرایبررسیهایبعدی :.. 102

منابعوماخذ.. 103

 

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول1-4خصوصیاتترموفیزیکیسیالونانو.. 54

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

شکل 1-1. عکسالعملیکمیدانمغناطیسیوحرکتحلقهسیم.. 3

شكل 2-1  شكليازلكه‌هايخورشيدي.. 19

شكل 2-2 حركتگدازه‌هادرمركزكرهزمينباعثحفظميدانمغناطيسيزمينمي‌شود   20

شكل 2-3 طرحيازراكتور‌هايگرماهسته‌اي.. 20

شکل 2-4 طرحیازاجزاییکمولدقدرتهیدرودینامیکمغناطیسی.. 21

شکل 2-5 طرحیازمجرایهیدرودینامیکمغناطیسیدریکمولدقدرتهیدرودینامیکمغناطیسی   21

شکل 2-6 نماییازیکمولدقدرتهیدرودینامیکمغناطیسی.. 22

شکل 2-7  نمایشیازنحوةشتابگرفتنیکگازبااستفادهازاصولهیدرودینامیکمغناطیسی   23

شکل 2-8  طرحیسادهازیکپمپهیدرودینامیکمغناطیسی.. 24

شکل2-9 . (الف) زیردریایینظامیباسیستمرانشهیدرودینامیکمغناطیسیحلقوی   26

(ب) اجزایمختلفسیستمرانشهیدرودینامیکمغناطیسیحلقوی.. 26

شكل 2-10 طرحيازهمزن‌هايمغناطيسي.. 27

شكل 2-11 اثرلايهسيالبرروينانوذرات.. 32

شکل1-4الکوریتمحلکنندهتفکیکیدرفلوئنت.. 51

شکل2-4الکوریتمحلکنندهپیوستهدرفلوئنت.. 52

شکل 4-3 هندسهدرمسالهموردنظر.. 54

شکل 4-4 شرایطمرزیدرمسالهموردنظر.. 57

شکل 4-6 بررسیاستقلالشبکهدرتعدادالمانهیمختلف.. 59

شکل 5-1 خطوطجریانبرایرینولدز 200 .. 62

شکل 5-3 مقایسهعددناسلتکارحاضرباکارکوماروهمکاران.. 63

شکل 5-4 شماتیکهندسهموردبحثقاسمیوهمکاران.. 64

شکل 5-5 تغییرسرعتافقیدرامتدادخطمرکزیازکانالبرایاعدادهارتمنمختلفدررینولدز 100 الف ) ب) .. 65

شکل 5-6 خطوطجریانبرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 10 بازاویهشیب 90  67

شکل 5-7 خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 10  بازاویهشیب 90  68

شکل 5-8 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 10 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 69

شکل 5-9 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 10 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 70

شکل 5-10 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 10 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90  70

شکل 5-11 خطوطجریانبرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 50 بازاویهشیب 90  72

شکل 5-12 خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 50 بازاویهشیب 90  73

شکل 5-13 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 50 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 74

شکل 5-14 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 50 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 75

شکل 5-15 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 50 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90  75

شکل 5-16 خطوطجریانبرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 100 بازاویهشیب 90  77

شکل 5-17 خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 100 بازاویهشیب 90  78

شکل 5-18 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 100 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 79

شکل 5-19 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 100 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 80

شکل 5-20تغییراتضریبویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 100 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 80

شکل 5-21 خطوطجریانبرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 200 بازاویهشیب 90  82

شکل 5-22 خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 200 بازاویهشیب 90  83

شکل 5-23 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 200 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 84

شکل 5-24 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 200 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 85

شکل 5-25 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 200 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 90. 85

شکل 5-26  الفوب ) خطوطجریانجود )  خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 10 بازاویهشیب 45. 87

شکل 5-27 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 10 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 88

شکل 5-28 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 10 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 89

شکل 5-29 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 10 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45  89

شکل 5-30  الفوب ) خطوطجریانجود )  خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 50 بازاویهشیب 45. 90

شکل 5-31 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 50 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 91

شکل 5-32 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 50 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 92

شکل 5-33 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 50 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45  92

شکل 5-35 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 100 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 94

شکل 5-36 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 100 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 95

شکل 5-37 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 100 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 95

شکل 5-38  الفوب ) خطوطجریانجود )  خطوطدمابرایمقادیمختلفHa،دررینولدز 200 بازاویهشیب 45. 96

شکل 5-39 تغییراتعددناسلتموضعیبرویدیوارپاییندررینولدز 200 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 40. 97

شکل 5-40 تغییراتضریبهدایتگرماییمتوسطدررینولدز 200 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 98

شکل 5-41 تغییراتویسکوزیتهمتوسطدررینولدز 200 برایاعدادهارتمنمختلفبازاویهشیب 45. 98

شکل 5-43 تغیراترینولدزبرحسبناسلتمتوسط 1)  2)  3) .. 100

4)  5) .. 100

شکل 5-44 درصدافزایشناسلتمتوسطباحضورمیدانمغناطیسینسبتبهعدمحضورمیدانمغناطیسی 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،

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجای اجباری در کانال پله ای با مانع دایروی”

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