14465

14465

تحليل انتقال حرارت تركيبي آشفته در كانال قائم همراه با خواص متغير با دما

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

فروردين ماه 1394

فروردين ماه 1394

دكتر فرزاد بازديدي طهراني

مكانيك

چكيده پايان‌نامه حاضر به مطالعه و بررسيانتقال حرارت تركيبي (جابجايي مختلط- تشعشع) آشفتهدر كانال قائممتشكل از دو صفحه¬ موازي عمودي همراه با خواص ترموفيزيكي متغير با دما مي¬پردازد. دو موقعيت جرياني همسو و ناهمسو كه در حضور اثر شناوري ايجاد مي¬گردند، در نظر گرفته شده¬اند. خواص ترموفيزيكي سيال (ويسكوزيته ديناميكي و ضريب هدايت حرارتي) بر اساس قوانين معتبر سادرلند و تواني وارد معادلات حرارت و جريان گرديده و تغييرات دانسيته مطابق با معادلات حالت گاز كامل است. عدد رينولدز بر مبناي نصف عرض كانال و سرعت اصطكاكي برابر با و عدد گراشف بر مبناي عرض كانال و اختلاف دماي ديواره¬ها مي¬باشد. نواحي درحال توسعه و توسعه‌يافته هيدروديناميكي و حرارتي در طول كانال مورد توجه قرار گرفته¬اند. شبيه‌سازي¬ عددي با استفاده از حل‌گر توسعه داده شده در كد منبع باز اُپن فوم بر مبناي روش حجم محدود صورت گرفته است. به منظور مدل‌سازي آشفتگي، از مدل رينولدزپايين لاندر- شارما مبتني بر رهيافت RANS استفاده گرديده است. سيال عامل خاكستري، با قابليت جذب، صدور و پراكنش در نظر گرفته شده و همچنين معادله انتقال تشعشعي با استفاده از روش جهات مجزا ( DOM) حل گرديده است. در اين پژوهش تاثير چهار پارامتر تشعشعي به نام¬هاي ضريب صدور ديواره ( )، ضخامت نوري ( )، نسبت پراكنش ( ) و عدد پلانك ( ) 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 اثر تشعشعي ناشي از افزايش ، و كاهش و وبا در نظر گرفتن خواص ترموفيزيكي متغير با دما، پروفيل¬هاي سرعت و دما به سبب كم شدن اثرات شناوري يكنواخت تر مي-گردند. همچنين دماي متوسط در عرض كانال و سرعت خط مركز نيز افزايش مي¬يابند. همچنين به مطالعه اثر خواص ترموفيزيكي متغير با دما نيز پرداخته شده است. با توجه به نتايج، در نظر گرفتن خواص ترموفيزيكي متغير با دما سبب افزايش زياد سرعت سيال و كاهش عدد ناسلت در هر دوسمت ديواره گرم و سرد مي‌شود. دليل اصلي كاهش عدد ناسلت به سبب كاهش گراديان دمايي در هر دو ديواره مي‌باشد. رفتار دما در عرض كانال و دماي بالك در دو ديواره سرد و گرم متفاوت است به گونه‌اي كه در ديواره گرم مقادير هر دو پارامتر بيشتر از حالت خواص ثابت و در سمت ديواره سرد كمتر از حالت خواص ثابت مي‌باشند. واژه‌هاي كليدي:انتقال حرارت تركيبي (جابجائي مختلط-تشعشع گرمايي)، جريان آشفته، RANS، خواص ترموفيزيكي متغير با دما، جريان¬هاي همسو و ناهمسو، كانال قائم