%34تخفیف

تحليل انتقال حرارت و آنتروپي توليد شده در جريان نانوسيال در كانال هاي همگرا – واگرا در حضور

98 صفحه فايلword

قابل ويرايش

چکیده

در این مطالعه، تاثيرات ميدان مغناطيسي و نانوسيال بر انتقال حرارت و توليد آنتروپي در جريان دائم در كانال هاي همگرا – واگرا ،‌ به روش انتقال ديفرانسيل(DTM) مورد بررسي قرار گرفته است. معادلات ناوير-استوكس از مكانيك سيالات  و معادلات ماكسول از الكترومغناطيس معادلات حاكمي هستند كه به معادلات ديفرانسيل معمولي غيرخطي براي مدل كردن مسئله، كاهش يافته اند. نتايج بدست آمده به خوبي با نتايج حاصل از حل با روش عددي رانگ-كوتا  مطابقت دارد. نمودارهاي ارائه شده نشان مي دهد كه اين روش دقت بالايي براي مقاديرa  ، φ ،اعداد هارتمن، رينولدز، پرانتل و اكرت مختلف دارد. ميدان جريان، انتقال حرارت و آنتروپي توليد شده  درون كانال همگرا- واگر، براي مقادير مختلف اعداد هارتمن، رينولدز، پرانتل ، اكرت و زاويه كانال  وهمچنين اثر كسر حجمي  نانو ذرات در حضور ميدان مغناطيسي مطالعه و بررسي شده است.

 

کلمات کلیدی: جريان جفري-هامل ، روش انتقال دیفرانسیل DTM، هیدرودینامیک مغناطیسی، نانوسيال، انتقال حرارت و توليد آنتروپي

فهرست مطالب

فصل 11

1   مقدمه- 2

1-1    مروري بركارهاي صورت گرفته   2

1-2    مبانی افزایش انتقال حرارت    4

1-3    روش‌های افزایش انتقال حرارت    5

1-3-1   روش های فعال- 5

1-3-2   روش های غیرفعال- 6

1-3-3   روش های تركيبي– 7

فصل 2- 8

2   تعاريف، اصول و مباني نظري        9

2-1    پارامتر های بی بعد- 9

2-1-1   عدد هارتمن– 9

2-1-2   عدد پرانتل– 9

2-1-3   عدد اکرت– 10

2-1-4   عدد رینولدز- 10

2-1-5   عدد بيژن- 10

2-2    معادلات ناوير- استوكس و پيوستگي– 10

2-3    نانوسیال- 15

2-4    هیدرودینامیک مغناطيسي    18

2-5-1   روش القاي مغناطيس— 20

2-5-2   روش پتانسيل الکتريکي– 22

2-5    روش انتقال دیفرانسیلی    27

2-6    نرخ تولید آنتروپی    29

فصل 3- 33

3   تشريح و تحليل مسئله      34

3-1    بدست آوردن روابط حاكم بر مساله   36

3-2    بي بعد سازي و استخراج معادلات ديفرانسيل        39

3-3    حل معادلات ديفرانسيل به روش DTM– 43

3-4    استخراج روابط نوسلت، تنش برشي و ضريب اصطكاك سطحي        45

3-5    آنتروپي توليد شده- 46

فصل 4- 48

4   بررسي اعتبار و تحليل نتايج        49

4-1    اعتبار سنجي روش DTM– 49

4-2    بررسي تابع بي بعد سرعت درحالتهاي مختلف          51

4-3    بررسي تابع بي بعد دما درحالتهاي مختلف———————————————————- ———————————————————- 54

4-4    مطالعه تاثير پارامترهاي مختلف بر انتقال حرارت        60

4-4-1   تاثير تغييرات رينولدز بر عدد نوسلت– 61

4-4-2   تاثير تغييرات پرانتل بر عدد نوسلت– 61

4-4-3   تاثير  تغييرات اكرت بر عدد نوسلت– 62

4-4-4   تاثير تغييرات كسر حجمي بر عدد نوسلت– 64

4-4-5   تاثير تغييرات زاويه كانال بر عدد نوسلت     64

4-5    آنتروپي توليد شده- 66

4-5-1   تاثير عدد هارتمن بر توليد آنتروپي– 66

4-5-2   تاثير عدد رينولدز بر آنتروپي توليد شده- 67

4-5-3   تاثير تغييرات عدد اكرت بر آنتروپي توليد شده- 69

4-5-4   اثر پرانتل هاي مختلف بر توليد آنتروپي– 70

4-5-5   تاثير كسر حجمي نانوسيال بر آنتروپي توليد شده- 71

4-5-6   تاثير زوايه مجرا بر توليد آنتروپي– 72

4-6    بررسي ضريب اصطكاك سطحي    75

4-6-1   تاثير عدد هارتمن بر اصطكاك سطحي– 75

4-6-2   تاثير عدد رينولدز بر اصطكاك سطحي– 75

4-6-3   تاثير كسر حجمي نانوسيال بر اصطكاك سطحي– 76

4-6-4   تاثير زوايه مجرا بر اصطكاك سطحي– 77

فصل 5- 79

5   نتيجه گيري و جمع بندي        80

5-1    بحث و نتيجه گيري– 80

5-2    پيشنهادات    83

منابع و مراجع- 84

 

فهرست تصاوير

شكل ‏1‑1  سطوح روکش‌شده یا اندود‌شده 7

شكل ‏1‑2  سطوح زبر. 7

شكل ‏2‑1  تجزيه و تحليل قانون دوم برای واحد حجم سیال در معرض انتقال حرارت اجباری.. 30

شكل ‏3‑1- نمايش هندسي جريان جفري – هامل.. 34

شكل ‏4‑1 نمودار تابع f(η) در دو روش حل عددي و DTM… 50

شكل ‏4‑2 نمودار تابع G(η) در دو روش حل عددي و DTM… 50

شكل ‏4‑3 نمودار تابع بي بُعد سرعت F(η) براي عددهاي هارتمن مختلف.. 51

شكل ‏4‑4 نمودار تابع بي بُعد سرعت F(η) براي عددهاي رينولدز مختلف در كانال واگرا 52

شكل ‏4‑5 نمودار تابع  بي بُعد سرعت F(η) براي عددهاي رينولدز مختلف در كانال همگرا 53

شكل ‏4‑6 نمودار تابع  بي بُعد سرعت  F(η) براي زاويه هاي مختلف كانال. 53

شكل ‏4‑7 نمودار تابع بي بُعد سرعت F(η) براي كسر حجمي مختلف نانوسيال. 54

شكل ‏4‑8 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي عدد رينولدز 25. 55

شكل ‏4‑9 نمودار تابع  بي بُعد دما G(η) براي عدد رينولدز 50. 55

شكل ‏4‑10 نمودار تابع  بي بُعد دما G(η) براي رينولدزهاي متفاوت و عدد هارتمن  50 و زاويه كانال . 56

شكل ‏4‑11 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي رينولدزهاي متفاوت و عدد هارتمن 50 و زاويه كانال . 56

شكل ‏4‑12 نمودار تابع بي بُعد دما  G(η) براي زاويه مجراي صفر. 56

شكل ‏4‑13 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي زاويه مجراي 5/2 درجه. 56

شكل ‏4‑14 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي زاويه مجراي 5 درجه. 57

شكل ‏4‑15 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي زاويه مجراي 5/7 درجه. 57

شكل ‏4‑16 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي زاويه مجراي 5/2- درجه. 57

شكل ‏4‑17 نمودار تابع  بي بُعد دما G(η) براي زاويه مجراي 5/7- درجه. 57

شكل ‏4‑18 نمودار تابع  بي بُعد دما G(η) براي كسر حجمي نانو سيال .. 58

شكل ‏4‑19 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي  كسر حجمي نانو سيال .. 58

شكل ‏4‑20 نمودار تابع   بي بُعد دما G(η) براي  كسر حجمي نانو سيال .. 58

شكل ‏4‑21 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي  كسرهاي حجمي مختلف نانو سيال. 58

شكل ‏4‑22 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي عدد اكرت Ec=0.1. 59

شكل ‏4‑23 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي عدد اكرت Ec=0.5. 59

شكل ‏4‑24 نمودار تابع بي بُعد دما  G(η) براي عدد اكرت Ec=0.75. 59

شكل ‏4‑25 نمودار تابع  بي بُعد دما G(η) براي اعداد اكرت مختلف.. 59

شكل ‏4‑26 نمودار تابع بي بُعد دما  G(η) براي عدد Pr=5. 60

شكل ‏4‑27 نمودار تابع بي بُعد دما  G(η) براي عدد Pr=6. 60

شكل ‏4‑28 نمودار تابع بي بُعد دما  G(η) براي كانال واگرا و عدد Pr=7. 60

شكل ‏4‑29 نمودار تابع  بي بُعد دما  G(η) براي اعداد پرانتل مختلف و عدد هارتمن 25 در كانال واگرا 60

شكل ‏4‑30 نمودار تغييرات عدد نوسلت با عدد رينولدز براي زاويه مجراي °5/2در حضور ميدان مغناطيسي.. 61

شكل ‏4‑31 نمودار تغييرات عدد نوسلت با عدد رينولدز براي زاويه مجراي °5/2-  در حضور ميدان مغناطيسي.. 61

شكل ‏4‑32 نمودار تغييرات عدد نوسلت با عدد پرانتل در حضور ميدان مغناطيسي براي كانال واگرا بازاويه مجراي °5. 62

شكل ‏4‑33 نمودار تغييرات عدد نوسلت با عدد پرانتل در حضور ميدان مغناطيسي براي كانال همگرا بازاويه مجراي °5-. 62

شكل ‏4‑34 نمودار تاثير عدد اكرت بر عدد نوسلت در حضور ميدان مغناطيسي براي كانال واگرا بازاويه مجراي °5. 63

شكل ‏4‑35  تاثير عدد اكرت بر عدد نوسلت در حضور ميدان مغناطيسي براي كانال همگرا بازاويه مجراي °5-. 63

شكل ‏4‑36 نمودار تاثير كسر حجمي نانوسيال  بر عدد نوسلت در حضور ميدان مغناطيسي براي كانال همگرا بازاويه مجراي °5-  64

شكل ‏4‑37 نمودار  كسر حجمي نانوسيال  بر عدد نوسلت در حضور ميدان مغناطيسي براي كانال واگرا بازاويه مجراي °5. 65

شكل ‏4‑38 نمودار تاثير تغييرات زاويه مجراي جريان بر عدد نوسلت در حضور ميدان مغناطيسي براي كانالهاي همگرا و  واگرا 65

شكل ‏4‑39 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي اعداد هارتمن مختلف.. 66

شكل ‏4‑40 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر انتقال حرارت  براي اعداد هارتمن مختلف.. 66

شكل ‏4‑41 نمودار آنتروپي  توليد شده در مجرا  براي اعداد هارتمن مختلف.. 67

شكل ‏4‑42 نمودار عدد بيژن  براي اعداد هارتمن مختلف.. 67

شكل ‏4‑43 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي اعداد رينولدز مختلف.. 68

شكل ‏4‑44 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر انتقال حرارت  براي اعداد رينولدز مختلف.. 68

شكل ‏4‑45 نمودار آنتروپي  توليد شده در مجرا  براي اعداد رينولدز مختلف.. 68

شكل ‏4‑46 نمودار عدد بيژن  براي اعداد رينولدز مختلف.. 68

شكل ‏4‑47 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي اعداد اكرت مختلف.. 69

شكل ‏4‑48 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر انتقال حرارت  براي اعداد اكرت مختلف.. 69

شكل ‏4‑49 نمودار آنتروپي  توليد شده در مجرا  براي اعداد اكرت مختلف.. 69

شكل ‏4‑50 نمودار عدد بيژن  براي اعداد اكرت مختلف.. 69

شكل ‏4‑51 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي اعداد پرانتل مختلف.. 70

شكل ‏4‑52 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر انتقال حرارت  براي اعداد پرانتل مختلف.. 70

شكل ‏4‑53 نمودار آنتروپي  توليد شده در مجرا  براي اعداد پرانتل مختلف.. 71

شكل ‏4‑54 نمودار عدد بيژن  براي اعداد پرانتل مختلف.. 71

شكل ‏4‑55 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي كسر حجمي هاي مختلف نانوسيال. 71

شكل ‏4‑56 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر انتقال حرارت  براي كسر حجمي هاي مختلف نانوسيال. 71

شكل ‏4‑57 نمودار آنتروپي  توليد شده در مجرا  براي  كسر حجمي هاي مختلف نانوسيال. 72

شكل ‏4‑58 نمودار عدد بيژن  براي كسر حجمي هاي مختلف نانوسيال. 72

شكل ‏4‑59 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي زواياي مختلف كانال. 73

شكل ‏4‑60 نمودار آنتروپي توليد شده در اثر تلفات لزجت براي زواياي مختلف كانال(بزرگ نمايي انتهاي نمودار قبلي) 73

شكل ‏4‑61 نمودار آنتروپي در اثر انتقال حرارت  براي زواياي مختلف كانال. 73

شكل ‏4‑62 نمودار آنتروپي در اثر انتقال حرارت  براي زواياي مختلف كانال(بزرگ نمايي انتهاي نمودار قبلي) 73

شكل ‏4‑63 نمودار آنتروپي توليد شده در مجرا  براي زواياي مختلف كانال. 74

شكل ‏4‑64 نمودار آنتروپي توليد شده در مجرا  براي زواياي مختلف كانال(بزرگ نمايي انتهاي نمودار قبلي) 74

شكل ‏4‑65 نمودار عدد بيژن  براي زواياي مختلف كانال. 74

شكل ‏4‑66 نمودار عدد بيژن  براي زواياي مختلف كانال(بزرگ نمايي انتهاي نمودار قبلي) 74

شكل ‏4‑67 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي اعداد هارتمن مختلفRe=25 , a=5° ,φ = 0.1. 75

شكل ‏4‑68 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي اعداد رينولدز مختلف a=5° ,φ = 0.1. 76

شكل ‏4‑69 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي اعداد رينولدز مختلف  a= -5° ,φ = 0.1. 76

شكل ‏4‑70 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي كسر حجمي هاي مختلف نانوسيال Re=25 , a=5°. 76

شكل ‏4‑71 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي كسر حجمي هاي مختلف نانوسيال Re=25 , a= -5°. 76

شكل ‏4‑72 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي زواياي مثبت كانال Re=25 , φ = 0.1. 77

شكل ‏4‑73 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي زواياي منفي كانال Re=25,φ = 0.1. 77

شكل ‏4‑74 نمودار ضريب اصطكاك سطحي براي زواياي مختلف كانال Re=25,φ = 0.1. 77

فهرست جداول

جدول ‏2-1  عملگرهای بنیادی یک بعدی DTM… 29

جدول ‏3-1 مقادير مختلف β براي نانوسيال Cu-Water با كسز حجمي ϕ و زاويه كانال a.. 44

جدول ‏4-1 خواص فيزيكي چند نانوسيال. 49

جدول ‏4-2 –مقادير F(η) در دو روش حل عددي و DTM… 50

جدول ‏4-3 مقادير G(η) در دو روش حل عددي و DTM… 50

فهرست علائم و نمادها

اعداد بي بعد

فهرست واژه ها

عدد هارتمن             ( )

Ha

مقدار ثابت

A*

عدد پرانتل                  

Pr

مساحت سطح(m2)

A

عدد اكرت             (V2/CpΔT)

Ec

شدت ميدان مغناطيسي(تسلا)

B

عدد رينولدز

Re

ميدان مغناطيسي خارجي(تسلا)

B0

عدد بيژن

Be

ضريب اصطكاك سطحي

Cf

عدد نوسلت

Nu

ظرفيت گرمايي سيال 

Cp

 

 

ميدان القايي الكتريكي

D

 

ميدان الكتريكي (V/m)

E

نشانه هاي لاتين

تابع سرعت بي بعد

F(η)

زاويه كانال (درجه-راديان)

a

نيروي حجمي(N)

Fb

چگالي(Kg/m3)

r

تابع تبديل يافته سرعت درفضاي DTM

(η)

β

تابع تبديل يافته دما درفضاي DTM

(η)

ثابت دي الكتريك

ε

تابع دماي بي بعد

G(η)

نسبت بي بعد زاويه

η

ضريب جابجايي حرارتي

h

نفوذپذيري مغناطيسي

η

ميدان القايي مغناطيسي

H

ضريب لزجت ديناميكي سيال

μ

چگالي جريان (A/m2)

j

قابليت نفوذ مغناطيسي

μ

ضريب انتقال حرارت هدايت

K

هدايت الكتريكي ماده

σ

طول( (m

L

ضريب لزجت سينماتيكي سيال

υ

فشار(N/m2)

P

كسر حجمي نانو سيال

φ,𝝓

حرارت منتقل شده در واحد سطح(W/m2)

q

زاويه(درجه-راديان)

ө

حرارت انتقال يافته(W)

Q

 

 

چگالي بارالكتريكي(C/m3)

q

 

 

آنتروپي توليد شده از انتقال حرارت(W/K)

Sgen,h

 

 

آنتروپي توليد شده كلي(W/K)

Sgen,tot

 

 

آنتروپي توليد شده در واحد حجم(W/K.m3)

 

 

آنتروپي توليد شده در واحد طول(W/K.m)

پانويس ها

دما (K°)

T

سيال پايه

f

زمان(Sec)

t

نانوسيال

nf

سرعت سيال(m/Sec)

U,u

ذرات نانو

P,S

بردار سرعت(m/Sec)

V

ديوار كانال

w

 

9 دیدگاه برای تحليل انتقال حرارت و آنتروپي توليد شده در جريان نانوسيال در كانال هاي همگرا – واگرا در حضور

  1. Autumn

    Hi there i am kavin, its my first occasion to commenting anywhere,
    when i read this piece of writing i thought i could also create
    comment due to this brilliant paragraph.

    my site … miflonil rezeptfrei erhältlich in Berlin

  2. Wallet

    Автор статьи предоставляет подробные факты и данные, не выражая собственного мнения.

  3. Pvaamm

    common prescription allergy pills kirkland allergy pills toronto best non prescription allergy medication

  4. Shad

    You really make it appear really easy along with your presentation however I in finding this topic to be really something that I think I’d by no means understand.
    It kind of feels too complex and very vast for me. I am looking ahead in your next publish, I’ll attempt to get the grasp of it!

    my homepage: kup deprelio online w Katowicach

  5. Bert

    Hello, i feel that i noticed you visited my site so i
    came to go back the prefer?.I am trying to in finding issues to enhance
    my site!I assume its ok to use some of your ideas!!

    Feel free to visit my web-site; Tabitha

  6. Ramona

    This is a topic that’s close prozac Delivered to Your Doorstep: Order Online Now
    my heart… Many thanks! Exactly where are your contact details though?

  7. Eloy

    I always used to study piece of writing in news papers but now as I
    am a user of web thus from now I am using net for articles or reviews,
    thanks to web.

    My site evista generika bestellen

  8. FloydSlusa

    mexican border pharmacies shipping to usa: cheapest mexico drugs – mexican border pharmacies shipping to usa

  9. PedroFug

    buying from online mexican pharmacy: mexican rx online – buying from online mexican pharmacy

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