افزایش همزمان سطح و ضریب کنوکسیون در انتقال حرارت جابجائی آزاد از یک استوانه افقی همدما با استفاده از روشهای عددی و تجربی ( تداخل سنجی لیزری)

چکیده از جمله راههای افزایش انتقال حرارت از استوانه، قرار دادن آن مابین دیواره ها می باشد، به طوری که در یک فاصله مشخص از دیواره ها بتوانیم حداکثر انتقال حرار ت را داشته باشیم. در این رساله اثر همزمان افزایش سطح و ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد از استوانه همدما به صورت تجربی بررسی شده است. مطالعه تجربی به روش تداخل سنجی و با تداخل سنج ماک- زندر صورت گرفته است. هم چنین از کد فلوئنت نیز برای مدلسازی عددی مسائل استفاده شده است. در بررسی تجربی ابتدا جهت اطمینان از صحت استخراج نتایج با روش آزمایشگاهی، انتقال حرارت از یک استوانه تنها مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن با نتایج سایر محققان مقایسه شده است. در بررسی تجربی حالات مختلفی از قرارگیری استوانه فین دار تنها و سپس مابین دیواره های عایق مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بررسی مشاهده می شود که در نسبت های , و بهینه ترین حالت برای حصول ماکزیمم انتقال حرارت می باشد. سپس انتقال حرارت از استوانه فین دار افقی دما ثابت مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه با زاویه دار کردن دیواره ها بررسی ها برای شش زاویه متفاوت 0، 5، 10، 15، 20 برای اعداد رایلی متغیر در بازه بین 103 تا 104×2 صورت گرفته و اعداد نوسلت موضعی و میانگین تعیین شده اند. نتایج به دست آمده از این مطالعه بیانگر این واقعیت است که اولاً: فاصله بهینه ای وجود دارد که حداکثر انتقال حرارت در آن رخ می-دهد، دوماً حضور دیواره های عایق در اطراف استوانه بسیار بر انتقال حرارت اثرگذار خواهد بود. فاصله بهینه برای استوانه تنها بستگی به قطر استوانه و عدد رایلی دارد. با اضافه کردن فین به استوانه، افزایش 41/22 در انتقال حرارت جابجایی آزاد مشاهده می گردد. پس از قرارگیری استوانه فین دار افقی همدما مابین دیواره های عایق و سپس با زاویه دار کردن دیواره ها و انجام آزمایشات مشخص گردید که در هر زاویه ی خاص از دیواره های عایق، با افزایش عدد رایلی، مقدار عدد نوسلت متوسط و در نتیجه، انتقال حرارت جابجایی افزایش می یابد و بیشترین مقدار انتقال حرارت جابجایی در زاویه ی دیواره برابر با صفر درجه و کمترین میزان انتقال حرارت جابجایی در زاویه ی دیواره برابر با 20 درجه رخ می دهد. با مقایسه نتایج به دست آمده برای حالتی که استوانه فین دار افقی دما ثابت مابین دیواره با زاویه صفر درجه نسبت به حالتی که استوانه تنها در محیط بی نهایت قرار دارد مقدار انتقال حرارت جابجایی به طور میانگین 7/60 درصد و برای حالتی که استوانه فین دار افقی دما ثابت مابین دیواره ها با زاویه صفر درجه نسبت به حالتی که دیواره وجود ندارد مقدار انتقال حرارت جابجایی به طور میانگین 71/22 درصد افزایش داشته است و افزایش انتقال حرارت با افزایش عدد رایلی روند صعودی دارد.