بررسی جریان و انتقال حرارت سیالات توانی پیرامون استوانه با مقطع مربعی زاویه دار

در این پایان نامه، مشخصه های جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری سیالات غیر نیوتنی توانی پیرامون یک استوانه با مقطع مربعی واقع در یک کانال دو بعدی با استفاده از روش عددی حجم محدود در رژیم جریان دائم بررسی شده است. در اینجا مطالعات پیرامون استوانه ی مربعی در دو مسئله ی مجزا مورد بررسی قرار گرفته است. در مسئله ی اول، اثرات عدد پرنتل (بین 0.7 تا 100) و نسبت انسداد کانال (0.125، 0.17، 0.25) در جریان سیالات نیوتنی پیرامون استوانه ی مربعی با زاویه ی انحراف 45 درجه با دو شرط مرزی دما ثابت و شار ثابت در جریان دائم (بین 1 تا 40) بررسی شده است. نتایج حاصل از حل مسئله ی اول نشان می دهد که افزایش نسبت انسداد موجب افزایش ضریب درگ و کاهش طول دنباله می گردد. عدد ناسلت میانگین نیز با افزایش عدد پرنتل و یا نسبت انسداد افزایش می یابد. در مسئله ی دوم نیز اثرات زاویه ی انحراف (بین 0 تا 45) استوانه ی مربعی دما ثابت در جریان سیالات غیر نیوتنی توانی (بین 0.4 تا 1.8) برای عدد پرنتل pr = 50 و نسبت انسداد 0.25 در محدوده ی جریان دائم (بین 1 تا 40) مطالعه شده است. نتایج حاصل از رژیم جریان دائم در این مسئله نشان می دهد که ضریب درگ وارد بر استوانه با افزایش ضریب توانی افزایش می یابد. علاوه بر این، به دست آمد که کاهش ضریب توانی و یا افزایش زاویه ی انحراف موجب افزایش عدد ناسلت میانگین می گردد در حالی که این دو عامل توان پمپاژ موضعی بدون بعد سیال پیرامون استوانه را کاهش می دهند که این می تواند نتیجه ای بسیار مهم در زمینه ی بهینه سازی اقتصادی فرآیند ها باشد. در نهایت روابط ریاضی (correlation) ساده ای برای ضریب درگ، طول دنباله، افت فشار و عدد ناسلت ارائه گردیده است.