12973

12973

تحليل عددي انتقال حرارت تركيبي (جابجايي مختلط- تشعشع گرمايي) آشفته در كانال قائم

كارشناسي ارشد

مكانيك گرايش تبديل انرژي

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر فرزاد بازديدي تهراني

چكيده پايان نامه حاضر به بررسي اثرات تشعشع گرمايي بر جريان جابجايي مختلط آشفته در كانال قائم متشكل از دو صفحه¬ موازي عمودي كه به صورت نامتقارن گرم شده¬اند، مي¬پردازد. دو موقعيت جرياني همسو و ناهمسو كه در حضور اثرات شناوري ايجاد مي¬گردند، در نظر گرفته شده¬اند. خواص ترموفيزيكي سيال شركت كننده به جز دانسيته، ثابت و مستقل از دما درنظر گرفته شده است. تغييرات دانسيته مطابق با فرضيه بوزينسك مي¬باشد. 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 در حال توسعه و توسعه يافته هيدروديناميكي و حرارتي در طول كانال مورد توجه قرار گرفته¬اند. شبيه سازي¬هاي 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 ميان سه مدل رينولدز- پايين مبتني برRANS بررسي شده در بخش اعتبارسنجي جرياني، مدل به دليل عملكرد كلي بهتر انتخاب 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 ) با مرتبه حل گرديده است. در ضمن براي حل كوپله معادلات، الگوريتم سيمپل مورد استفاده قرار گرفته است. در اين پژوهش اثرات چهار پارامتر تشعشعي به نام¬هاي ضريب صدور ديواره، ضخامت نوري، نسبت پراكنش و نسبت هدايت به تشعشع 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 مي¬دهندكه با افزايش اثر تشعشعي ناشي از افزايش ، و كاهش و ، پروفيل¬هاي سرعت و دما در اثر كم شدن اثرات شناوري يكنواخت تر مي¬گردند. همچنين دماي متوسط در عرض كانال و سرعت خط مركز نيز افزايش مي¬يابند. ضمناً اثرات بر روي پروفيل¬هاي انرژي جنبشي آشفتگي براي همگي پارامترها يكسان نمي¬باشد. مشاهده شده است با افزايش اثرات تشعشعي اعداد ناسلت در سمت¬هاي همسو ناهمسو افزايش و ضريب اصطكاك در هر دو سو كاهش مي¬يابد. واژه‌هاي كليدي: انتقال حرارت تركيبي (جابجائي مختلط-تشعشع گرمايي)، جريان آشفته، RANS، جريان¬هاي همسو و ناهمسو، كانال قائم