نام پژوهشگر: کورش جعفرقلی

مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد در جریان آرام بین استوانه های هم مرکز با پره شعاعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید باهنر کرمان 1377
  کورش جعفرقلی   محمد رهنما

انتقال حرارت جابجایی آزاد در ناحیه حلقوی بین دو استوانه هم مرکز یکی از مسائل مورد علاقه مهندسان در زمینه های تئوری و عملی می باشد. یکی از محدودیتهای موجود در میزان ماکزیمم انتقال حرارت بین لوله های هم مرکز افقی سطح انتقال حرارت است که در این هندسه محدود به استوانه های داخلی و خارجی است . برای افزایش میزان انتقال حرارت از سطح می توان پره شعاعی روی سطح استوانه ها نصب کرد. در انتقال حرارت جابجائی آزاد وجود پره های داخلی میدان جریان، توزیع دما و عدد نویلت را به میزان قابل ملاحظه ای تغییر می دهد. در این پژوهش انتقال حرارت جابجائی آزاد در جریان آرام بین دو استوانه هم مرکز همراه با شعاعی مورد مطالعه عددی قرار گرفته است . معادلات اصلی حاکم بر جریان سیال شامل معادلات بقاء جرم، ممنتوم و انرژی با استفاده از روش احجام محدود به فرم جبری تبدیل شده اند. در انتقال حرارت اجباری سیال با خواص ثابت معادلات ممنتوم و انرژی بطور مستقل قابل حل می باشند. اما در حالت جابجایی طبیعی چون دانسیته در جمله نیروی شناوری معادله ممنتوم تابعی از دما می باشد، معادلات ممنتوم و انرژی به یکدیگر وابسته بوده و باید همزمان حل شوند. در معادلات ممنتوم جمله مجهول فشار نیز وجود دارد که با استفاده از الگوریتم سیمپلر مقدار آن طوری محاسبه میگردد که معادله پیوستگی ارضا شود. دستگاه معادلات جبری بدست آمده با استفاده از روش ضمنی خط به خط و الگوریتم توماس (tdma) حل می شوند. نتایج محاسبات بصورت میدان جریان و توزیع دما از بردارهای سرعت ، خطوط جریان و خطوط همدما حاصل شده است . اثر عدد رایلی و طول پره بر عدد نوسلت متوسط برای دو نوع آرایش پره بررسی شده است . تغییرات عدد نوسلت موضعی نیز مورد بررسی قرار گرفته است . با بررسی نتایج حاصل از دو نوع آرایش پره، مشاهده می شود که آرایش پره ها تاثیر ناچیزی بر روی مقدار عدد نوسلت متوسط دارد. همچنین با مقایسه نتایج حاصله با حالتیکه پره وجود ندارد، کاهش عدد نوسلت متوسط مشاهده می شود. در این بررسی نشان داده شده است که افزایش طول پره اثر جابجایی آزاد را کاهش می دهد. لذا با افزایش طول پره عدد نوسلت کاهش می یابد.