انتقال حرارت و جرم با میدان برای جریانهای آرام هوا روی صفحات افق

انتقال حرارت و جرم همزمان با میعان کاربردهای فراوانی در صنعت دارد،د مبدلهای حرارتی و درفعل و انفعالات شیمیایی و هرجای دیگری که عمل میعان در مجاورت یک گاز غیرقابل میعان اتفاق بیافتد این پدیده دارای اهمیت میباشد.اگر هوای اشباع از مجاورت سطحی سرد عبور نماید هنگامیکه دمای صفحه پائین تر از دمای نطقه شبنم هوا باشد،درمجاورت سطح لایه مرزی حرارتی تشکیل شده و مقداری بخار درداخل این لایه مرزی به مایع تبدیل شده و انرژی نهان آن آزاد میشود،نقش انتقال جرم در افزایش انتقال حرارت به روی سطح دراین پدیده بسیار قابل ملاحظه میباشد.انتقال حرارت و جرم همزمان با میعان از هوای اشباع چه ازطریق آزمایش و چه از روش تئوری توسط تعدادی پژوهشگر درسالهای اخیر مورد بررسی قرار گرفته است .متدهای تئوری که تابه حال جهت بررسی این موضوع بکارگرفته شده اند روش انتگرال و روش تفاضل محدود است .دراین پژوهش روش حل همشکلی برای بررسی انتقا حرارت و جرم بکار برده شده است ، معادلات دیفرانسیل جزئی پیوستگی مخلوط، پیوستگی هوا، مومنتم و انرژی توسط یک سری متغیرهای جدید همشکلی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده اند و مسئله بگونه مسئله با مقادیر مرزی تبدیل گردید که بااستفاده از روش رانج - کاتا مرتبه چهارم معادلات بطور همزمان مورد تحلیل قرار گرفت ، انتگرال گیری از معادلات n=o شروع شده و به n=00 ختم گردید. مقدار n00 برای اغلب جریانهای آرام برابر هشت فرض میشود که پژوهش حاضر مقدn00 را عدد 10 درنظر گرفته و تاآنجا انتگرال گیری ادامه یافته است .نتایج پروفیل های سرعت و دما درلایه مرزی در مقایسه با تحقیقات گذشته بسیار خوب بود همچنین نتایج بدست آمده برای عدد ناسلت محسوس و کلی برای سطوح دما ثابت با نتایج سایر پژوهشگران به جز برای اختلاف دماهای زیاد رضایتبخش است و دلالت بر این دارد که روش حل همشکلی متد خوبی برای بررسی انتقال حرارت و جرم، روی صفحه با دمای ثابت است .حدود دمای جریان اصلی دراین پژوهش بین 30 تا 90 درجه سانتیگراد، تغییرات سرعت در محدوده 2 تا 6 متر برثانیه و اختلاف دمای بین دیوار و جریان اصلی بین 10 تا 30 درجه سانتیگراد است .نتایج نرخ تغییرات انتقا جرم، ضریب اصطکاک و ناسلت محسوس و کلی بصورت نمودار در شرایط مختلفی ارائ گردیده و باهوای خشک مورد مقایسه قرار گرفته است .این پژوهش جریان هوای مرطوب درتماس با سطح سرد را نیز موردبررسی قرارداده است .دراین شرایط ابتدا مخلوط درفشار جزئی بخار ثابت سرد میشود تادمای جریان به دمای نقطه شبنم برسد در نتیجه لایه مرزی دما به دوبخش تقسیم میشود.بخش اول فاز هوا و بخار و بخش دوم فاز هوا و بخار و قطرات مایع.نتایج بدست آمده ازاین قسمت با هوای اشباع و هوای خشک مورد مقایسه قرار گرفته و تاثیر تغییرات درصد رطوبت نسبی درلایه مرز نیز مورد بررسی قرار گرفته است .درمباحث انتقال حرارت استفاده از یک رابطه تجربی جهت بدست آوردن ضریب بدون بعد انتقال حرارت به مقدار زیادی کار را سه میسازد.دراین زمینه درمورد هوای خشک روابط کافی موجود است اما برای هوای اشباع و هوای مرطوب دردمای دیوار ثابت تاکنون چنین عملی صورت نگرفته است .از نتایج عددی که توسط این پژوهش بدست آمده یک رابطه تجربی با استفاده از برنا کامپیوتری spss به فرم زیربدست آمده است : ضریب تعیین رابطه فوق r2=0.95 است .این رابطه برای محدوده زیر معتبر میباشد.