11504

11504

تحليل جريان و انتقال حرارت آشفته غيردائمي در جت مصنوعي نوساني

دكتري

مكانيك - تبديل انرژي

شهريورماه 1390

شهريورماه 1390

دكتر فرزاد بازديدي تهراني

چكيده در رساله حاضر به بررسي جريان سيال و انتقال حرارت آشفته غير دائمي در جت مصنوعي با استفاده از روش عددي و رهيافت URANS پرداخته شده است. جت مصنوعي ابزار جديدي در كاربردهاي مختلف صنعتي است كه عامل انتقال ممنتوم بدون انتقال جرم به محيط است. در روش URANS معادلات متوسط گيري شده در شرايط غيردائمي(فازي) با استفاده از مدل هاي آشفتگي حل مي شوند. بدين منظور معادلات حاكم بر جريان براي جت مصنوعي با استفاده از روش حجم كنترل حل شده و نتايج مورد بررسي و تحليل قرار گرفته اند. نتايج حاصله نشان مي دهندكه مدل آشفتگي k-ε استاندارد، مدل مناسبي براي پيش بيني رفتار جريان سيال و انتقال حرارت در جت مصنوعي نبوده و مدل SST/k-ω نتايج مناسب تري ارائه مي كند. براي نخستين بار بررسي پارامترهاي حاكم با تاكيد بر طول حركت بدون بعد بر نتايج تزريق جت مصنوعي تخت و دايره اي در محيط با استفاده از اين مدل ارائه شده اند. نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه جت مصنوعي تخت و دايره‌اي در دوردست رفتاري مشابه جت دائمي از خود بروز مي دهند هر چند در مراحل اوليه شكل گيري اين رفتار كاملاً با جت دائمي متفاوت است. در اين حالت نرخ كاهش تواني سرعت متوسط محوري براي جت مصنوعي تخت و دايره اي به ترتيب با و تناسب دارند. در ضمن نتايج نشانگر كاهش شار ممنتوم در راستاي محوري و وجود شرايط تشابهي در دوردست مي باشد. وجود نقطه سكون در سيكل مكش و امتداد آن تا حدود 10 الي 20 درصد طول حركت در راستاي خط مركزي بيان شده است. همچنين بررسي نوسانات سرعت بخشي از نتايج ارائه شده براي تزريق جت در محيط مي باشند. براي نخستين بار داده‌هاي انتقال حرارت در جت برخوردي مصنوعي با صفحه تخت بر حسب سه پارامتر طول حركت بدون بعد، عدد رينولدز و فاصله جت از صفحه به صورت عددي بدست آمده اند. نتايج حاصله نشان دهنده ارتباط تواني نرخ انتقال حرارت در نقطه سكون بر حسب عدد رينولدز است به گونه اي كه نرخ انتقال حرارت در نقطه سكون با متناسب است.وجود نقطه بهينه در نرخ انتقال حرارت بر حسب طول حركت بدون بعد نمايش داده شده است. اين نقطه در مجاورت طول حركت بدون بعد 5 بدست آمده است. همينطور ارتباط بين نوسانات نرخ انتقال حرارت و پارامتر طول حركت بدون بعد و تاثير تابع موج بر انتقال حرارت بخشي از نتايج اين رساله است. واژه‌هاي كليدي: جت مصنوعي، طول حركت ، مدل سازي آشفتگي، جريان غير دائم، انتقال حرارت