پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1397
پدیدآورندگان:
صمد طاهری [پدیدآور اصلی]، محمد حسن کیهانی[استاد راهنما]، پوریا اکبرزاده[استاد راهنما]
چکیده: انتقال حرارت جابجایی طبیعی در ناحیه حلقوی بین دو استوانه هم‌مرکز، یکی از مسائل مورد علاقه محققان در زمینه‌های تئوری و عملی می‌باشد. یکی از محدودیت‌های موجود در بیشینه انتقال حرارت بین لوله‌های هم‌مرکز افقی سطح انتقال حرارت است، که در این هندسه محدود به استوانه‌های داخلی و خارجی می‌باشد. روش‌های معمول برای افزایش انتقال گرما شامل افزایش سطح انتقال گرما، افزایش سرعت جریان، میدان مغناطیسی، اضافه کردن ذرات جامد به سیال پایه و ... می‌باشد. در انتقال حرارت جابجایی طبیعی اضافه کردن ذرات جامد به سیال پایه و همچنین در نظر گرفتن محیط متخلخل، میدان جریان، توزیع دما و عدد ناسلت را به میزان قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌دهد. در این پژوهش انتقال حرارت جابجایی طبیعی ناپایا بین دو استوانه هم‌مرکز متخلخل، همراه با نانوسیال آب_آلومینا (Al_۲ O_۳) مورد مطالعه عددی قرار گرفته است. معادلات اصلی حاکم بر جریان سیال شامل معادلات بقاء جرم، حرکت و انرژی با استفاده از روش تفاضل محدود گسسته‌سازی شده‌اند. برای گسسته‌سازی معادلات از روش‌ ضمنی با جهت متغیر (ADI) و روش فوق تخفیفی (SOR) استفاده شده است و دستگاه معادلات جبری به‌دست آمده با استفاده از الگوریتم توماس حل می‌شوند. با استفاده از نتایج حاصل از حل عددی، اثر کمیت‌‌های مختلف مانند عدد رایلی، کسر حجمی نانوسیال، عدد دارسی، فرکانس و دامنه دما و ضریب تخلخل محیط متخلخل روی عدد ناسلت متوسط، عدد ناسلت محلی، خطوط هم‌دما و خطوط جریان بررسی شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی بدین‌صورت است که با افزایش عدد رایلی، به‌دلیل تفاوت‌های ایجاد شده در الگوی خطوط جریان و هم‌دما باعث افزایش عدد ناسلت میانگین سطح داخلی حلقه می‌شود که دلیل عملکرد حرارتی بهتر جریان جابجایی طبیعی در اعداد رایلی بالاتر می‌باشد. اثر افزایش کسر حجمی نانو‌ذرات بر افزایش عدد ناسلت میانگین در اعداد رایلی پایین نسبت به اعداد رایلی بالا برجسته‌تر است به‌طوری که در عدد رایلی ۳^۱۰ افزایش ۴ درصد کسر حجمی نانوذرات باعث افزایش ۱۱/۸ درصدی عدد ناسلت میانگین می‌شود درحالی که در عدد رایلی ۵^۱۰ این مقدار برابر ۷/۲ درصد می‌باشد. کاهش عدد دارسی باعث کاهش نفوذ‌پذیری محیط متخلخل می‌شود که در عدد دارسی ۴-^۱۰ این کاهش به‌حدی است که، سیال رفتاری شبیه جسم صلب از خود نشان می‌دهد و حتی با افزایش عدد رایلی تأثیر چشم‌گیری در افزایش عدد ناسلت دیده نمی‌شود و در نتیجه باعث کاهش انتقال حرارت می‌شود. افزایش ضریب تخلخل باعث تسریع جریان و افزایش عدد ناسلت میانگین می‌شود که این افزایش در اعداد رایلی پایین‌تر (۳^۱۰) ناچیز است.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#انتقال حرارت جابجایی طبیعی ناپایا #نانوسیال #محیط متخلخل #روش‌ ضمنی با جهت متغیر #روش فوق تخفیفی #روش الگوریتم توماس
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)