بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک محفظه حاوی چشمه حرارتی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک محفظه حاوی چشمه حرارتی

ارائه دهنده: Provider: علی نامداری- مهندسی مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمدسعید عقیقی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محسن گودرزی - دکتر حبیب اله سایه وند

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 10 - 1403/6/20

مکان ارائه: Place of presentation: سمینار3 مکانیک

چکیده: Abstract: در این پژوهش انتقال حرارت جابجایی طبیعی درون یک محفظه‌ی مربعی، حاوی سیال ویسکوپلاستیک کسون و دارای یک چشمه‌ی حرارتی به‌صورت عددی بررسی شده‌است. معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم توصیف‌کننده‌ی جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش اجزاء محدود و از طریق کدنویسی در محیط متلب) روی طیف وسیعی از پارامترهای بی‌بعد مورد نظر، از جمله عدد رایلی (〖10〗^6 ≥ Ra ≥〖10〗^4)، عدد بینگهام (Bn_max ≥ Bn ≥ 0) و برای سه حالت مختلف از حیث موقعیت مکانی چشمه‌ی حرارتی درون محفظه (y= -0.25 , 0 , +025)، به‌ازای یک مقدار از عدد پرانتل (Pr = 100) حل شده‌اند. جزئیات میدان‌های دما و جریان درون محفظه، به‌ترتیب به‌وسیله‌ی شکل‌های مربوط به خطوط هم‌دما و جریان و تغییرات مقدار نرخ برش در دامنه‌ی جریان، توسط شکل‌های مربوط به آن، نشان داده شده‌است. همچنین نواحی تسلیم‌شده و تسلیم‌نشده در دامنه‌ی جریان مشخص شده‌اند. به‌علاوه، به‌وسیله‌ی نمودارهای نشان‌دهنده‌ی عدد ناسلت میانگین در حالت‌های مختلف، توضیحات بیشتری فراهم آمده‌است. دریافت‌شد که عدد ناسلت میانگین با افزایش عدد بینگهام، کاهش می‌یابد و همچنین عدد بینگهام بیشینه (Bn_max) و عدد ناسلت میانگین ((Nu) ̅)، با افزایش عدد رایلی، هر دو افزایش می‌یابند. علاوه‌بر این، تأثیر موقعیت مکانی چشمه‌ی حرارتی، روی نتایج عدد ناسلت میانگین و عدد بینگهام بیشینه بررسی شد و دریافت‌‌شد که در مقادیر رایلی بالا (, 〖10〗^6 〖10〗^5 Ra=) که قدرت جابجایی جریان زیاد است، تا زمانی که عدد بینگهام، به مقدار محدودکننده‌ی عدد بینگهام(Bn_max) نزدیک نشده و انتقال حرارت جابجایی در رژیم جریان غالب‌است، مقدار (Nu) ̅، با بالاتر رفتن موقعیت مکانی چشمه‌ی حرارتی کاهش می‌یابد. اما با نزدیک‌شدن به بینگهام بیشینه ‌یا در مقادیر کمتر رایلی (〖10〗^4 Ra=) و غالب‌شدن رسانایی در رژیم جریان، بیشترین مقدار عدد (Nu) ̅، مربوط به حالتی است که چشمه‌ی حرارتی در مکان (y = 0) قرار دارد. همچنین مقدار بینگهام بیشینه با بالاتر رفتن مکان چشمه‌ی حرارتی، کاهش می‌یابد. به‌علاوه، با توجه به وجود تنش تسلیم سیال، دامنه‌ی جریان توسط نواحی شبه‌سیال (تسلیم‌شده) و شبه‌جامد (تسلیم‌نشده)، بسته‌به میزان تنش غالب جریان در مقابل تنش تسلیم سیال، پوشانیده شده‌است. علاوه‌بر این، روشن‌شد که گستره‌ی نواحی تسلیم‌شده با افزایش عدد بینگهام یا کاهش عدد رایلی یا بالارفتن مکان چشمه‌ی حرارتی، به‌موجب تضعیف جریان ناشی از شناوری کاهش می‌یابد و در نهایت در عدد Bn_max و شبه‌جامد شدن قاطبه‌ی دامنه‌ی جریان، انتقال حرارت به‌حد رسانایی خود خواهد رسید.

فایل: ّFile: دانلود فایل