بررسی جریان گازهای گرم توام با انتقال حرارت درون لوله قائم

در این پایان نامه به بررسی جریان خود به خودی گازهای گرم درون لوله قائم پرداخته شده است. دو شرط مرزی حرارتی دمای جداره ثابت و شار حرارتی اعمالی ثابت بر دیواره، می تواند بر مسئله فوق حاکم باشد. به علت نیروی شناوری ایجاد شده در اثر شرایط تحمیلی بر دیواره، نیروی مکشی بر سیال وارد شده و جریان رو به بالا حرکت می کند. با بررسی جریان فوق، مشاهده گردید که مسئله حاضر حالت خاصی از مقوله کلی تر در لوله های قائم می باشد. لذا ابتدا انتقال حرارت جابجایی مختلط که همزمان دو نیروی محرک فشار خارجی و فشار حاصله از نیروی شناوری بر سیال اثر می کند ، مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است. باید اشاره کرد معادلات حاکم بر سیال در هر دو حالت یکی می باشد. برای بررسی دقیق تر این نوع جریان، پس از معرفی انواع این نوع انتقال حرارت و کاربردهای آن، معادلات حاکم بر جریان سیال به صورت بی بعد آورده شده است تا امکان مقایسه نسبی انواع این نوع جریان راحتتر انجام گردد. از مهمترین نتایج بدست آمده در این قسمت می توان به پروفیل سرعت توسعه یافته در حالت دما ثابت به صورت تحلیلی، توزیع گرادیان فشار و فشار در طول لوله و مقدار بحرانی پارامتر شناوری (gr/re) در جریاناتی که نیروی شناوری هم جهت با جهت حرکت جریان است (جریانات همسو) ، اشاره نمود. پس از نتایج فوق، نتایج مربوط به جریان خود به خودی گازهای گرم درون لوله قائم که در ابتدای بحث به آن اشاره گردید، آورده شده است. در این قسمت، طول حداکثری ممکنه برای برقراری جریان آرام و آشفته در داخل لوله در شرایط مرزی مختلف بیان گردیده است. با مقایسه این مقادیر می توان نتیجه گرفت با افزایش اثرات شناوری، محدودیت بیشتری در انتخاب طول لوله برای طراحی بهینه خواهیم داشت.