مطالعه عددی انتقال حرارت جریان سیال غیرنیوتنی در میکروکانال مستطیلی با شرط لغزش

پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد - دانشکده مهندسی مکانیک

دانشجو : مصطفی زنجانی طبسی

استاد راهنما : محمد سفید علی اکبر دهقان

سال انتشار:1391

کلمات کلیدی : انتقال حرارت- سیال غیرنیوتنی- میکروکانال مستطیلی- شرط لغزش-

چکیده

با توجه به پیشرفت صنعت و ضرورت استفاده از سیستم های با حجم کمتر و نرخ انتقال حرارت بیشتر، بررسی انتقال حرارت و خصوصیات جریان سیال در داخل میکروکانال ها مورد توجه خاص قرار گرفته است. امروزه از میکروکانال ها در صنایع و تجهیزات مختلف نظیر خنک کاری قطعات الکترونیکی، مبدل های حرارتی، قطعات و وسایل سرمایش و گرمایش در ابعاد میکرو استفاده زیادی می شود. در فرایندهای صنعتی رفتار جریان همراه با برش، با روابط نیوتنی قابل بیان نیست، چرا که بسیاری از سیال های صنعتی رفتارهای غیرنیوتنی از خود بروز می دهند. علیرغم کاربرد گسترده سیالات توانی، اطلاعات ناچیزی از مشخصه های جریان سیالات توانی و انتقال حرارت آنها در جریان درون میکروکانال ها در اختیار می باشد. همچنین اگر ابعاد کانال (طول مشخصه ماکروسکوپی) با طول آزاد میانگین قابل مقایسه باشد دیگر تعادل ترمودینامیکی در سیال وجود ندارد و اثرات رقیق بودن ظاهر می شود که این مطلب در مطالعه حاضر به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه انتقال حرارت جابجایی اجباری جریان تراکم ناپذیر سیال غیرنیوتنی مدل پاورلا در حالت دائم و آرام در میکروکانال مستطیلی بصورت سه بعدی با استفاده از روش عددی شبیه سازی شده است. دیواره های میکروکانال دمای ثابتی دارند. مدل پاورلا بیشترین کاربرد را در توصیف سیالات غیرنیوتنی لزج خالص دارد. این مدل بطور گسترده کاربرد داشته و طیف گسترده ای از سیالات را در بر می گیرد و شامل سیالات نیوتنی نیز می شود و نیز صدق بیشتری بر رفتار سیال در نرخ برش بالا خواهد داشت. بر این اساس در این تحقیق، بررسی مسائل محدود به سیالات لزج خالص مستقل از زمان بدون تنش تسلیم اولیه منطبق بر مدل پاورلا انجام شده است. همچنین شرایط مرزی لغزش سرعت و پرش دمایی بوسیله عدد نادسن که معیاری از میزان لغزشی بودن جریان است، برای بررسی اثرات رقیق بودن لحاظ و به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. از روش عددی حجم محدود برای تبدیل معادلات دیفرانسیل جزئی به روابط جبری که مقدار متغیرهای وابسته را به گره های شبکه محاسباتی ارتباط می-دهند، استفاده شده است. همچنین برای حل معادلات ناویر استوکس و پیوستگی از روش سیمپل سی برای ارتباط سرعت و فشار بهره گرفته شده است. اثر تغییرات عدد نادسن، شاخص پاورلا، عدد پرانتل و نسبت منظر بر روی مشخصه های جریان از قبیل پروفیل های سرعت، فشار، دما و توزیع ضریب اصطکاک و عدد ناسلت در ناحیه در حال توسعه و همچنین توسعه یافته هیدرودینامیکی و حرارتی به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.

برای دانلود ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

ورود

منابع مشابه

در تحقیق حاضر میدان جریان و انتقال حرارت سیالات غیرنیوتنی در میکرو کانالهای مستطیلی شکل بصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان بصورت لغزشی سه بعدی، پایدار، تراکم ناپذیر و آرام در نظر گرفته شده و از مدل تابع نمایی برای تحلل رفتار سیال غیرنیوتنی استفاده شده است شرایط مرزی حرارتی، شار حرارتی ثابت در دیواره و دمای دیواره ثابت در نظر گرفته می شود اتلاف حرارتی در نظر گرفته شده و تمامی خواص فیزی...

در این پایان نامه به مطالعه عددی رفتار نانوسیالات غیرنیوتنی در مدلسازی صحیح انتقال حرارت این نوع سیالات توسط نرم افزار fluent پرداخته شده است. در کارحاضر از مدل توانی ( (power low جهت تعیین رفتار غیرنیوتنی ویسکوزیته سیال پایه استفاده شده است. تنش برشی سیال غیرنیوتنی تابعی از نرخ برشی درنظرگرفته شده است. در این مطالعه به دلیل وجود اصطکاک بین ذرات نانو و سیال غیرنیوتنی از مدل دوفازی مخلوط بادرنظر...

در این تحقیق عدد ناسلت و ضریب اصطکاک یک مبدل گرمایی دولوله ای تحت شروط مرزی دما ثابت و شار ثابت روی لوله ی داخلی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل مورد نظر یک مبدل دولوله ای با پره های مارپیچ در اطراف لولهی داخلی می باشد که نانوسیال غیرنیوتنی با سیال پایه از نوع پاورلا در قسمت پوسته مبدل جریان دارد. مقطع پره ها مستطیلی می باشد و جریان سیال درون پوسته به صورت آشفته در نظر گرفته شده است

در این تحقیق میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم در میکروکانال مستطیلی سه بعدی با شرایط مرزی لغزشی و پرش دمایی به طور عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دیواره ی پایینی میکروکانال تحت شار حرارتی ثابت قرار داشته و سایر دیواره ها عایق می باشند، همچنین مدل به کار رفته جهت محاسبه ی ضریب هدایت حرارتی و لزجت دینامیکی نانوسیال، وابسته به دمای نانوسیال و اندازه ی قطر و ک...

در این مطالعه رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت جریان نانوسیال نیوتنی آب-al2o3 و نانوسیال غیرنیوتنی محلول آبی 5/0 درصد وزنی کربوکسی متیل سلولوز (cmc)-cuo در یک میکروکانال دوبعدی، با و بدون بفل و برای دو کسر حجمی 0?= و 04/0 ?= مورد بررسی قرار گرفته است. برای جریان نانوسیال نیوتنی از عدد رینولدز سیال پایه و برای جریان نانوسیال غیرنیوتنی از عدد رینولدز نانوسیال استفاده شده و در هر دو مورد بررسیها...

× خانه ژورنال ها ثبت نام ورود