تحليل انتقال گرماي تركيبي (جابجايي مختلط- تشعشع گرمايي) در كانال قائم سه بعدي همراه با خواص متغير با دما

كارشناسي ارشد

چكيده هدف از پايان¬نامه حاضر تحليل انتقال حرارت تركيبي (تشعشع گرمايي- جابجايي مختلط) آشفته در يك كانال سه¬بعدي قائم در شرايطي است كه خواص سيال با تغييرات دما، تغيير مي¬كند. جريان سيال در عدد رينولدز برابر با 6200 بر مبناي عرض كانال و عدد گراشف برابر با 107 بر مبناي عرض كانال و اختلاف دماي ديواره گرم و سرد، با سرعت و دماي يكنواخت وارد كانال مي¬شود. عدد رينولدز اصطكاكي بر مبناي عرض كانال 150 در نظر گرفته شده است. دو ديواره سمت راست و چپ، در دماي ثابت قرار داشته و ديواره¬هاي جلويي و عقبي ازنظر همرفتي، آدياباتيك در نظر گرفته¬ شده¬اند. ديواره سمت راست گرم بوده و جريان سيال در نزديكي آن داراي اثرات شناوري هم¬سو و ديواره سمت راست سرد بوده و جريان سيال در نزديكي آن داراي شناوري ناهم‌سو هست. براي حل معادلات سه¬بعدي ناوير- استوكس و انرژي از بسته متن‌باز اوپن¬فوم استفاده شده است. جهت مدل‌سازي آشفتگي از مدل دومعادله¬اي مبتني بر RANS، استفاده شده است. تمامي ديواره¬ها از نظر تشعشعي فعال مي¬باشند. سيال عامل نيز از نظر تشعشعي فعال بوده و خاكستري، داراي ضخامت نوري و خاصيت پراكنش مي¬باشد. براي تحليل معادلات تشعشعي از روش جهات مجزا (DOM) بهره¬برداري شده است. خواص سيال مانند ويسكوزيته ديناميكي و ضريب هدايت حرارتي بر مبناي قانون تواني با دما متغير هستند. چگالي سيال نيز بر مبناي قانون گاز كامل تغيير مي¬كند. در پژوهش حاضر تأثير چهار پارامتر تشعشعي به نام¬هاي ضريب صدور ديواره ( )، ضخامت نوري ( )، نسبت پراكنش ( ) و عدد پلانك ( )، تأثير خواص متغير با دما و همچنين تأثير تغيير چگالي با فرض غيربوزينسك در حضور شرايط مرزي گرمايي نامتقارن، بر روي ميدان¬هاي جريان و دما، انرژي جنبشي آشفتگي، عدد ناسلت و ضريب اصطكاك مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش اثرات تشعشعي ناشي از افزايش ، و كاهش و ، پروفيل¬هاي سرعت و دما به سبب كم شدن اثرات شناوري يكنواخت‌تر مي¬گردند. همچنين با فرض خواص متغير با دما، مقادير عدد ناسلت و ضريب اصطكاك ديواره گرم كاهش و در نزديكي ديواره سرد هر دو آن‌ها افزايش مي¬يابند. از طرفي با فرض تغييرات چگالي بر مبناي غيربوزينسك، مقدار عدد ناسلت و ضريب اصطكاك در نزديكي ديواره گرم كاهش ولي در نزديكي ديواره سرد افزايش مي¬يابد. واژه‌هاي كليدي: انتقال حرارت تركيبي، كانال قائم، روش جهات مجزا، خواص متغير با دما، فرض غيربوزينسك

189736

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر فرزاد بازديدي طهراني