نام پژوهشگر: سید نظام الدین عزیزالدینی

حل عددی جریان سیال خواص متغیر داخل لوله (تحت اثر نیروی شناوری)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1389
  سید نظام الدین عزیزالدینی   مجید بازارگان

این مطالعه با هدف دست یابی به یک کد عددی برای شبیه سازی جریان سیال خواص متغیر داخل لوله، انجام شده است. معادلات در دستگاه استوانه ای به صورت بدون بعد و با حضور تمامی مولفه ها با روش حجم معیار محدود انتگرال گیری شده اند. ترم های دیفرانسیلی جابه جایی با تقریب پس رو مرتبه یک و مولفه های دیفرانسیلی پخش با تقریب مرکزی مرتبه دو گسسته سازی شده اند. تمامی خواص متغیر فرض شده و به صورت بی بعد در معادله ظاهر می شوند. مقایسه بین نتایج حاصل از مطالعه حاضر بر روی جریان سیال خواص متغیر و پژوهش پیشین محققین هماهنگی خوبی را نشان می دهد. با توجه به متغیر بودن خواص و شکل گیری نیروهای شناوری، جریان ثانویه ای بر روی مقطع لوله که شامل دو گردابه است و به صورت متقارن در هر نیمه چپ و راست سطح مقطع شکل می گیرد. این جریان سبب بر هم خوردن تقارن دامنه سرعت و دما می شود و توزیع غیریکنواخت دما بر روی سطح مقطع لوله مشاهده می شود. در یک مسأله گرمایش نیمه بالایی سطح مقطع گرم تر از نیمه پایینی خواهد بود. به دلیل اختلاف دمای سیال نزدیک به دیواره و هم چنین دمای دیواره در نقاط مختلف محیط لوله، ضریب انتقال حرارت و عدد نوسلت برای هر نقطه متفاوت از نقطه دیگر است. در نیمه بالایی سطح مقطع لوله به دلیل گرم تر بودن سیال و در نیمه پایینی لوله به دلیل حضور سیال سرد تر، ضریب انتقال حرارت و عدد نوسلت به ترتیب کاهش و افزایش پیدا می کند. سیال فوق بحرانی سیالی است که خواص آن در نزدیکی نقطه بحرانی به شدت متغیر است. تغییر شدید خواص در نزدیکی دمای بحرانی باعث افزایش شدید در ضریب انتقال حرارت جابه جایی سیال می شود. برای دماهای بزرگتر از دمای بحرانی مجدداً مقدار ضریب انتقال حرارت کاهش پیدا می کند.