جابجایی اجباری
در نشریات گروه مکانیک-
با توجه به اهمیت روزافزون استفاده از انرژی های پاک و تجدیدپذیر، یکی از ساده ترین مکانیزم های تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی حرارتی، در مقیاس غیرنیروگاهی، استفاده از هوا گرم کن های خورشیدی است که همواره به عنوان ایده ای جذاب برای پژوهشگران مطرح بوده است. از این رو، پژوهش حاضر، به مطالعه تاثیر فاصله هوایی بر عملکرد هواگرم کن های صفحه ای خورشیدی با دو پوشش شیشه ای، از طریق شبیه سازی های عددی، می پردازد. مطالعه ای که مشابه آن در مراجع تحقیقاتی مختلف تاکنون گزارش نشده است. بدین منظور، معادلات حاکم بر جریان جابجایی اجباری هوای عبوری از داخل کانال هواگرم کن و همچنین جریان جابجایی طبیعی در فاصله هوایی بین دو پوشش شیشه ای به دلیل وجود نیروی شناوری، با بکارگیری روش المان محدود و استفاده از نرم افزار کامسول، حل عددی شده اند. به علاوه، به منظور تعیین میدان دما در اجزای جامد هواگرم کن، شامل شیشه، صفحه جاذب و لایه عایق، حل معادلات هدایت حرارتی هم زمان با معادلات جریان صورت گرفته است. صحت شبیه سازی های عددی انجام شده در این پژوهش، از طریق مقایسه با یافته های عددی و تجربی پژوهش های پیشین مورد ارزیابی قرار گرفته، که سازگاری قابل قبولی در این خصوص به دست آمده است. نتایج حاصل بیانگر تاثیر مثبت حضور لایه هوای بین دو شیشه بر عملکرد هواگرم کن های صفحه ای خورشیدی بوده، به طوری که با تغییر دبی جریان هوا از 2 تا 14 گرم بر ثانیه عملکرد این نوع از هواگرم کن ها در شار تابشی 1000 وات بر مترمربع در مقایسه با مدل ساده و بدون فاصله هوایی افزایش راندمانی در حدود 4 تا 6 درصد را نشان داده است. همچنین، در شرایط دبی جریان ورودی 9.6 گرم بر ثانیه و شار تابشی متغیر بین 400 تا 1200 وات بر مترمربع، استفاده از دو پوشش شیشه ای، در مقایسه با مدل ساده، موجب افزایش دمای هوای خروجی در حدود 2 تا 6 درجه سانتی گراد شده است.
کلید واژگان: تابش خورشیدی، هوا گرم کن صفحه ای، جابجایی طبیعی، جابجایی اجباری، عملکرد حرارتیDue to the increasing importance of using clean and renewable energies, one of the simplest mechanisms for converting solar radiant energy into thermal energy, on non-industrial applications, is the use of solar air heaters, which has always been an attractive idea for researchers. Therefore, the present study investigates the effect of air gap on the performance of plane solar air heaters with two glass covers by means of numerical simulations. A similar study has not been yet reported in various research resources. For this purpose, the equations governing the forced convection flow of air passing through the heater duct and also the natural convection flow caused by the buoyancy force in the air gap between two glass covers are numerically solved by applying the finite element method and using COMSOL Multiphysics software. In addition, in order to determine the temperature field in the solid elements of the air heater (including glass cover, absorber plate and insulation layer), conduction heat transfer equations are simultaneously solved with the flow equations. The accuracy of the numerical simulations performed in this research has been evaluated by comparing those with the theoretical and experimental findings of previous researches, and an acceptable consistency and agreement has been obtained in this regard. The results demonstrate the desired effect of the presence of air gap between the two covers on the performance of plane solar air heaters, such that changing the air flow rate from 2 to 14 g/s, the performance of this type of air heaters at a radiant heat flux of 1000 W/m2 compared to the simple model (without air gap) has shown an increase in efficiency about 4 to 6 percent. Also, in the conditions of inlet flow rate of 9.6 g/s and radiant heat flux varying between 400 to 1200 W/m2, the use of two glass covers has increased the outlet air temperature about 2 to 6 °C, compared to the simple model.
Keywords: Solar radiation, Plane Air Heater, Natural convection, Forced convection, Thermal performance -
در این مقاله رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی جریان فرو سیال Fe3O4 در یک لوله ی افقی U-شکل مسی بر روی یک سطح، تحت یک میدان مغناطیسی نوسانی به صورت تجربی بررسی شده است، جریان از طریق یک لوله U-شکل، تحت شرایط مرزی حرارتی لوله، با شار گرمایی یکنواخت که در بعضی از نقاط تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرارگرفته است، در رینولدز پایین عبور می کند. هدف از این تحقیق بررسی تجربی اثر پارامترهای استفاده از نانو سیال، درصد حجمی نانو ذرات، اثر فرکانس در میدان مغناطیسی نوسانی و اثر میدان مغناطیسی ثابت در رفتار جریان در سه قسمت لوله مستقیم ورودی، قسمت انحنای لوله و قسمت لوله مستقیم خروجی بوده است. با تحلیل میزان درصد تاثیرگذاری هر یک از پارامترها در قسمت های مختلف، نتایج نشان می دهند که بیشترین تاثیر را میدان مغناطیسی نوسانی با افزایش فاکتور درصد حجمی نانو ذرات در قسمت لوله ورودی مستقیم به میزان %8/8 در فرکانس 50 هرتز داشته است.
کلید واژگان: فرو سیال، جابجایی اجباری، انتقال گرما، لوله U-شکل، میدان مغناطیسی، فرکانسIn this paper, the hydrodynamic and thermal behavior of〖 Fe〗_3 O_4ferrofluid flow in a horizontal U-shaped copper tube on a surface, is studied experimentally under the effect of a variable magnetic field. The ferrofluid flowed at a low Reynolds value through a U-shaped tube under the thermal boundary conditions of the tube with uniform heat flux affected by magnetic field in some regions. The purpose of the study was the empirical investigation of the effects of using nanofluid, volume percentage of nanoparticles, and frequency on variable magnetic field, and the effect of constant magnetic field on ferrofluid behavior in three regions of the tube, namely straight inlet, curvature, and straight outlet sections. Analysis of the percentage of impact of each parameter in different sections showed that the variable magnetic field had the greatest impact by increasing the volume percentage of nanoparticles in the straight inlet section of the tube by 8.8 % at a frequency of 50 Hz.
Keywords: : Ferrofluid, Forced convection, Heat transfer, U-shaped tube, Magnetic field -
در کار حاضر، انتقال حرارت جابجایی اجباری درون کانال دوبعدی با شکل و تعداد دیواره های غیرصاف مختلف در حضور میدان مغناطیسی در شرایطی که موقعیت دیواره گرم از ورودی کانال متغیر است، شبیه سازی شده است. دیواره های غیرصاف کانال که در دمای ثابت سرد قرار دارند، در دو شکل منحنی و مورب بررسی شده است. نیمی از طول پایینی کانال با موقعیت متغیر در دمای ثابت گرم و سایر دیواره ها آدیاباتیک در نظر گرفته شده اند. میدان مغناطیسی به صورت یکنواخت از پایین به بالا بر کانال اعمال می شود. تاثیر پارامترهایی چون عدد رینولدز، عدد هارتمن، شکل و تعداد دیواره غیر صاف و موقعیت قرار گیری دیواره گرم در این مطالعه ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد در تمامی حالات، افزایش تعداد دیواره های غیرصاف و قدرت میدان مغناطیسی منجر به افزایش عدد ناسلت متوسط می شود. همچنین با افزایش فاصله دیواره گرم از ورودی کانال، از میزان انتقال حرارت کاسته می شود. بعلاوه هراندازه دیواره گرم از ورودی کانال دورتر باشد، اثر میدان مغناطیسی بر افزایش میزان انتقال حرارت بیشتر خواهد بود.
کلید واژگان: جابجایی اجباری، تغییر محل قرارگیری دیواره گرم، تغییر هندسه کانال، میدان مغناطیسی -
در این مطالعه با استفاده از اندازه گیری های آزمایشگاهی نرخ تبخیر از سطح ساده آب برای تاثیر عوامل گوناگون نظیر: اختلاف فشار بخار، سرعت جریان هوا، پارامترهای بدون بعد، در بازه گسترده ای از رژیم های همرفت اجباری، ترکیب طبیعی و اجباری و همرفت طبیعی، در دامنه بررسی شده است. این دامنه از با استفاده از سرعت های میانگین 0/1، 0/3، 0/9، 2، 4، 5 و 6 متر بر ثانیه و دمای آب از 20 تا 55 تولید شده است. تحقیقات نشان می دهد نرخ تبخیر به شدت به رژیم جریان وابسته است. در رژیم همرفت اجباری و رژیم همرفت ترکیبی با افزایش اختلاف فشار بخار و سرعت جریان هوا، نرخ تبخیر افزایش یافته اما آهنگ افزایش آن در رژیم همرفت اجباری کاهش یافته طوریکه در این رژیم نرخ تبخیر به صورت تابع توانی با اختلاف فشار بخار تغییر می نماید. در رژیم همرفت ترکیبی با افزایش سرعت جریان هوا، توان اختلاف فشار بخار کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد در رژیم همرفت طبیعی هر دو پارامتر اختلاف فشار بخار و اختلاف چگالی بخار، بر نرخ تبخیر اثر می گذارد و علاوه بر اختلاف فشار بخار، اختلاف چگالی نیز بر نرخ تبخیر موثر است.
کلید واژگان: نرخ تبخیر، رژیم جریان، جابجایی اجباری، جابجایی ترکیبی، جابجایی آزادThis study has mainly focused on derivation of aerodynamic data for an airship in particular conditions especially at high angles of attack. When such data are inserted into a flight simulator as a closed loop, it is vital to make use of special computational means and methods, so that the ability to send and receive flight conditions would be achieved through an “in-the-loop” manner. Therefore, using an open source environment such as OpenFOAM is suggested in this regard. Through this study, the aerodynamic coefficients of the airship are calculated by three different CFD approaches and empirical data collected from wind-tunnel tests while geometrical parameters were set for angles of attack between -10 to 20 degrees. In order to achieve aerodynamic goals, air simulation is of great importance. So, the aerodynamic results are compared based on the three methods of calculating fluid "computing" in the loop, the wind tunnel test and the analytical method of the geometric parameters of the ship's aircraft. In this study, the stability of the aircraft, the longitudinal and lateral aspects of the aircraft is examined. Also, by examining the ratio of the coefficients of the lift to the drag, based on the angle of attack, the angle of attack that the aircraft has the best performance is determined.
Keywords: vapor rate, flow regime, forced convection, mixed convection, free convection -
در این تحقیق میکروکانال های گرماگیر مورد بررسی قرار گرفته است. برای بهبود کارایی انتقال حرارت باید هدایت حرارتی سیال، افزایش یابد. در این پژوهش، به مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی اجباری، در میکروکانال گرماگیر مارپیچی، با استفاده از نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم و آب- اکسید مس و به تاثیر پارامتر هایی نظیر قطر هیدرولیکی، عدد رینولدز و کسر حجمی نانو ذرات بر روی عدد ناسلت پرداخته شده است؛ که نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با افزایش رینولدز ، افت فشار برای نانوسیال اکسید مس افزایش داشته است.کلید واژگان: میکروکانال، نانو سیال، جابجایی اجباری، عدد ناسلتIn this research, heat sink microchannel will be investigated. In order to improve the efficiency of heat transfer should be increased the fluid thermal conductivity.in this study, Numerical Investigation of the forced convective heat transfer in Serpentine heat sink microchannel with water-AL2O3 and Water-CuO has been studied, and the influence of hydraulic diameter, the Reynolds number and volume fraction of nanoparticles on heat transfer is discussed. The results of this study show that with the increase of Reynolds from 97.3 to 97.98, the pressure drop for nanoparticles of CuO increased from 1.7 kPa to 31.4 kPa and with the increase of Reynolds from 91.80 to 1121.35 Nuselt number will be multiplied by 3.2. Two different volume fractions of 1% and 3% and distinctive nanoparticle diameters were employed. Increasing the nanoparticles volume fraction together with decreasing the nanoparticles diameter enhances the Nusselt number value. The pressure drop coefficient did not change significantly by using nanofluid with various volume fractions and varied nanoparticle diameters.Keywords: Microchannel, Nanofluids, Forced convection, Nuselt Number
-
تشکیل برفک اثرات مهمی در بسیاری از زمینه ها از جمله صنعت تبرید، تهویه مطوع، حمل و نقل هوایی و غیره دارد. هنگامی که هوای مرطوب نزدیک سطح سرد به دمای زیر دمای انجماد آب برسد برفک تشکیل می شود. تشکیل برفک یک پدیده گذر پیچیده ای می باشد که انواع مکانیزم های انتقال حرارت و جرم به طور همزمان در حال وقوع است. در این کار توسعه تشکیل برفک در استوانه افقی تحت جابجایی اجباری به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. یک سیستم آزمایشگاهی تشکیل برفک در سطح استوانه سرد همراه با تونل باد راه اندازی شده است و تاثیر دمای سطح سرد، دمای هوا، سرعت هوا و رطوبت نسبی بر روی ضخامت و چگالی برفک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، با افزایش رطوبت هوا و کاهش دمای سطح، ضخامت برفک افزایش می یابد و چگالی برفک کمتر می شود. همچنین با افزایش دمای هوای محیط و کاهش سرعت هوا، ضخامت برفک کاهش می یابد و چگالی برفک کمتر می شود. در نهایت یک رابطه همبستگی بر اساس داده های آزمایشگاهی و تاثیر پارامترها برای ضخامت برفک مورد بررسی قرار گرفته است.کلید واژگان: استوانه سرد، انتقال حرارت و جرم، برفک، جابجایی اجباریFrost formation has important effects in many fields, such as refrigeration industry, air-conditioning, aviation, etc. The frost develops when a humid air comes into contact with a cooler surface then to its freezing point. Frost formation is a complicated transient phenomenon in which a variety of heat and mass transfer mechanisms are taking place simultaneously. In this work development of frost on horizontal cylinder in force convection conditions was investigated experimentally. An experimental system of frost formation on cold cylinder surface whit wind tunnel was set up and the effects of cold surface temperature, air temperature, air velocity and air relative humidity on frost thickness and density were studied. Result shows that as relative humidity increased and surface temperature decreased, frost thickness increased and frost density decreased. Also as air temperature increased and air velocity decreased, frost thickness and frost density decreased. On top of and at the bottom of cylinder, frost thickness is minimum and at the behind of cylinder, frost thickness is maximum. Finally presentation of a correlation based on experimental data and effective parameters have studied.Keywords: Cold Cylinder, Heat, Mass Transfer, Frost, Force Convection
-
اثرات تلفات لزجت بر انتقال گرمای جابه جایی اجباری نانوسیال درون یک میکروکانال با حضور میدان مغناطیسیدر این پژوهش اثرات تلفات لزجت بر انتقال گرمای جابه جایی اجباری لایه ای نانوسیال آب- اکسید آلومینیومدرون میکروکانال صفحه موازی با حضور میدان مغناطیسی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. میکروکانال از دو صفحه موازی تشکیل شده است و در ناحیه میانی میکروکانال دیوارها تحت شار گرمایی و میدان مغناطیسی یکنواخت می باشند. معادلات بقاء جرم، مومنتوم و انرژی در حالت دو بعدی به روش تفاضل محدود مبتنی بر حجم کنترل جبری شده و به کمک الگوریتم سیمپل حل می شوند. اثر پارامترهایی هم چون عدد رینولدز، درصد حجمی نانوذرات، عدد برینکمن و عدد هارتمن بر روی عدد ناسلت، خطوط جریان و هم دما بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش عدد برینکمن دمای سیال نزدیک دیواره افزایش یافته و آهنگ انتقال گرما از دیوار کاهش می یابد. با افزایش درصد حجمی نانوذرات با وجود تلفات لزجت، باعث کاهش انتقال گرما از دیوار به سیال می شود و میزان عدد ناسلت کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد هارتمن باوجود تلفات لزجت، سرعت سیال کاهش یافته و به دنبال آن زمان برای نفوذ انتقال گرما از دیوار افزایش یافته و دما افزایش می یابد و عدد ناسلت کاهش می یابد.کلید واژگان: جابجایی اجباری، نانوسیال، میکروکانال، تلفات لزجت، میدان مغناطیسیThis paper performs a numerical investigation of the viscous dissipation effects on the laminar forced convection of a nanofluid within a horizontal parallel plate microchannel in the presence of a uniform magnetic field. A uniform heat flux and also a uniform magnetic field are applied to the middle section of the micochannel, while the entry and exit sections of the microchannel are thermally insulated. The finite volume method along with the SIMPLE algorithm is used to solve the governing equations. The effects of relevant parameters such as Reynolds Number, solid volume fraction, Hartman and brinkman numbers on the flow and temperature fields and the heat transfer performance of the microchannel are examined against numerical predictions. The results show that the rate of heat transfer decreases with an increase in the Brinkman number. The results also show that in the absence of viscous dissipation the increase of solid volume fraction and Hartman number enhance the heat transfer performance of the microchannel. However, these parameters play a different role in the presence of viscous dissipation.Keywords: Forced convection, Nanofluid, Micrichannel, Thermal dissipation, Magnetic Field
-
در مقاله حاضر، تاثیر یک منبع میدان خارجی غیریکنواخت بر انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال مگنتیت (فروسیال) داخل کانالی با سطح گرم، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی تاکید بر اهمیت موقعیت میدان مغناطیسی و بررسی احتمال افزایش انتقال حرارت از طریق یافتن مکان بهینه منبع میدان مغناطیسی است. مشاهده شد که میدان مغناطیسی گردابه هایی ایجاد کرده و بر ضخامت لایه مرزی حرارتی و تغییرات عدد ناسلت تاثیر می گذارد. نتایج نشان می دهد تاثیر موقعیت میدان مغناطیسی وابسته به نوع شرط مرزی حرارتی است. همچنین نشان داده شده است که می توان میدان دما و جریان سیال را با چند منبع میدان مغناطیسی کنترل نمود. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، چیدمانی بهینه برای هشت منبع میدان مغناطیسی بدست آمده است که در مقایسه با حالت بدون میدان، منجر به 27% افزایش انتقال حرارت می گردد.کلید واژگان: انتقال حرارت، جابجایی اجباری، فروسیال، مینی کانال، میدان مغناطیسی، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیکIn this paper, the effect of an external non-uniform magnetic field on forced convective heat transfer of magnetite nanofluid (ferrofluid) in a heated channel is studied numerically. The main goal is to emphasize the importance of magnetic field location and investigate the possibility of heat transfer enhancement by finding the optimum location of magnetic field source.It is observed that the magnetic field results in creation of recirculation zones which affect the thermal boundary layer thickness and Nusselt number. Results show that the effect of magnetic field location on the heat transfer is completely dependent on the thermal boundary condition. It is also shown that the flow and temperature fields can be manipulated by application of multiple magnetic field sources. Using genetic algorithm (GA), an optimum arrangement for locations of eight magnetic field sources is obtainedresulting in a27% heat transfer enhancement compared to the case of no magnetic field.Keywords: Heat transfer, Forced convection, Ferrofluid, Mini channel, Magnetic field, Optimization, Genetic algorithm
-
صورت سه بعدی بررسی شده است. همچنین اثرات افزودن نانوذرات، جنس نانوذرات و سطح مقطع بر ضریب انتقال حرارت، عدد ناسلت و میزان افت فشار مطالعه شده است. به منظور بررسی اثر افزودن نانو ذرات بر انتقال حرارت جابجایی از سه نانو ذرهی آلومینا، اکسید مس و اکسید نقره با سیال پایه آب خالص استفاده شد. ملاحظه گردید که با افزودن نانو ذرات به آب خالص میزان انتقال حرارت و افت فشار افزایش می یابد. از سه نانو ذرات استفاده شده، نانوسیالات آب- آلومینا و آب- نقره به ترتیب بیشترین و کمترین میزان انتقال حرارت را داشتند. به منظور بررسی اثر سطح مقطع، از چهار کانال مربعی، دایروی، مثلثی و مستطیلی استفاده شد و مشاهده گردید که سطح مقطعهای دایروی و مثلثی به ترتیب کمترین و بیشترین ضریب انتقال حرارت و افت فشار را دارند.کلید واژگان: جابجایی اجباری، نانوسیال، سطح مقطع، عدد رینولدزIn this study, forced convection heat transfer in channels with various cross sections area was investigated. Also, the effects of addition of nanoparticles, type of nanoparticles, and cross section area on heat transfer coefficient, Nusselt number, and pressure drop were studied. Due to the investigation of nanoparticles addition effects on convection heat transfer, three nanoparticles of Al2O3, Cuo, AgO with water as base fluid were utilized. The results showed that the heat transfer and pressure drop enhancing by addition of nanoparticles. The nanofluids of Al2O3, and AgO had the maximum and minimum heat transfer, respectively. In order to investigate the effects of cross section area on heat transfer, four square, circular, triangle, and rectangular channels were used. The circular and triangle cross sections had the minimum and maximum heat transfer coefficient and pressure drop, respectively.Keywords: forced convection, nanofluid, cross section area, Reynolds number
-
در این مقاله انتقال حرارت جابجایی اجباری از روی صفحه مسطح افقی که با لایه ای از مواد متخلخل پوشانده شده است مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم به کمک نرم افزار فلوئنت نسخه 3/6 حل شده و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. هندسه های مختلفی برای لایه مواد متخلخل مورد مطالعه قرار گرفته است. این هندسه ها شامل پوشش مستطیلی، مثلت قائم الزاویه، مثلت متساوی الساقین و بیضی می باشد. نتایج حاکی از آن است که پوشش بیضوی بهترین گزینه می باشد. این هندسه به ویژه در اعداد رینولدز بالاتر همزمان با افزایش قابل توجه انتقال حرارت، افت فشار چندانی ایجاد نمی کند.کلید واژگان: محیط متخلخل، جابجایی اجباری، انتقال حرارت، افت فشار
-
در این پژوهش، انتقال حرارت جابجایی اجباری جریان آرام نانوسیال آب - مس درون کانال با صفحات موازی با منابع حرارتی دما ثابت، به صورت عددی بررسی شده است. هدف، بررسی عددی تاثیر عدد رینولدز، درصد حجمی نانوذرات و تعداد منابع حرارتی روی میدان جریان و نرخ انتقال حرارت می باشد. معادلات حاکم به روش حجم کنترل جبری شده و توسط الگوریتم سیمپل به طور هم زمان حل شدند. نتایج نشان می دهند که افزایش درصد حجمی نانوذرات و افزایش عدد رینولدز، هم چنین تقسیم یک منبع حرارتی به قسمت های کوچکتر و توزیع آنها، نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهند.کلید واژگان: جابجایی اجباری، نانوسیال، جریان آرام، کانال، منابع حرارتیIn this study, the laminar forced convection heat transfer of water-coper nanofluid is numerically investigated within a parallel plate channel. Fixed temperature heat sources with the specified sizes and distances are embedded on the walls of the channel. The entry and exit sections of the channel as well as the sections between the heat sources are thermally insulated. The fluid flow with uniform velocity and temperature enters the channel. The channel length is considered large enough, so the flow in the channel output is assumed fully developed. The aim of this research is the numerical investigation of the effects of the Reynolds number, the solid volume fraction and the number of the heat sources on the flow field and heat transfer rate. For this purpose, the governing equations are discretized by finite difference method based on the control volume formulation and are solved using the SIMPLE algorithm. In order to validate the computer program, the results of this study have been compared with the results of the previous numerical studies. This comparison has confirmed the accuracy of the performance of the computer program. The results show that the rate of heat transfer increases by increasing the solid volume fraction and Reynolds number. The results also show that, heat transfer rate increases when the heat sourse is divided into smaller sections and these sections are distributed on the channel wall.Keywords: Forced convection, nanouid, Laminar Flow, channel, discrete heat sources
-
در این مقاله اثر افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم در غلظت های 1% تا 5 % به سیال پایه ی آب در یک کانال مربعی و لوله ی صلب میانی با وجود یک صفحه ی نگهدارنده مطالعه شده است. وجود صفحه ی نگهدارنده گامی در جهت اجرایی شدن این هندسه در طراحی مبدل ها و افزایش میزان انتقال حرارت با کمترین میزان حجم مبدل حرارتی است. بررسی جریان در کانال هایی با سطح مقطع غیر مدور می تواند بسیاری از محدودیت های اجرایی در صنعت مانند حد مجاز افت فشار، را برطرف نماید. نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد حجمی ذرات نانو، کاهش قابل توجهی در دمای بی بعد جریان حاصل شده است که به معنای افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی است. بطوریکه در عدد رینولدز 100 و برای غلظت 5% ذرات نانو، ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال در مقایسه با جریان آب خالص، نزدیک به 14% افزایش دارد. وجود صفحه ی نگهدارنده نیز در مقایسه با حالتی که صفحه وجود ندارد تفاوت هایی را در رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی جریان ایجاد خواهد نمود، که در کانتور های ارائه شده به وضوح مشخص است.کلید واژگان: شبیه سازی عددی، نانوسیال، جابجایی اجباری، کانال با مقطع غیر مدور
-
در این مقاله، مطالعه تحلیلی تغییرات دمایی سیالی که در یک بستر متخلخل استوانه ای (لوله ای) همگن و در ناحیه کاملا توسعه یافته جریان دارد انجام شده است، در حالتیکه دیواره لوله از بیرون تحت تاثیر شار حرارتی (مثبت یا منفی) ثابت است. با بکار بردن مدل ریاضی، با استفاده از معادلات پیوستگی، ممنتم و انرژی در شرایط پایا که در آن ترم حرارت اصطکاکی حاصل از اتلاف ویسکوزیته در نظر گرفته شده است، با فرض اینکه صرفا در جهت محوری حرکت سیال داشته، حل تحلیلی برای توزیع سرعت، دما و عدد بی بعد ناسلت (Nu) بر حسب عدد بی بعد دارسی (Da) (که نشان دهنده اثر نسبی تراوش پذیری متوسط به سطح مقطع آن، که معمولا مجذور قطر است) و عدد بی بعد برینکمن اصلاح شده (Br*) )که نشان دهنده ی انتقال گرما به طریق رسانش به سیال اطراف با ویسکوزیته معلوم است( به دست آمد. توزیع سرعت، برای اعداد دارسی کوچکتر در نواحی مرکزی داخل لوله به صورت یکنواخت بوده در حالیکه در نواحی نزدیک دیواره دارای شیب تندی است. با بررسی تاثیرات این پارامترها بر روی عدد بی بعد ناسلت، مشاهده شد در برینکمن های خاصی (که با Brc* نشان داده شده) با تغییر عدد بی بعد دارسی علامت عدد بی بعد ناسلت نیز تغییر می کرد. با بکار بردن روش های برازش منحنی، تابعیت Brc* با عدد بی بعد دارسی با دقت خوبی به دست آمد.کلید واژگان: اتلاف ویسکوزیته، جابجایی اجباری، بستر متخلخل لوله ای، عدد برینکمن اصلاح شدهIn this paper, an analytical study has been carried out in homogeneous porous media and in the fully developed pipe flow, as constant heat flux tube wall from outside influences. Using a mathematical model, the equations of continuity, momentum, and energy dissipation due to viscous friction intended heat of the semester in which it is, Analytical solution for the profile of velocity, temperature and Nusselt number (Nu) obtained versus dimensionless Darcy numbers (Da) (represents the relative effect of the permeability of the medium versus its cross-sectional area commonly the diameter squared) and Brinkman (Br *) which is a dimensionless number related to heat conduction from a wall to a flowing viscous fluid. The profile of velocity, for smaller Darcy numbers uniformly in the central region of the tube, whereas in the area near the wall has sharp slope. The effect of these parameters was observed on the Nusselt number in certain Brinkman (as shown by Brc *) and also Darcy can be changed with the Nusselt number. Using curve fitting techniques, function of Brc * was obtained Darcy number with good accuracy.Keywords: Viscous dissipation, Forced convection, Porous media, modified Brinkman
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.