فرمت word : پایان نامه مهندسی مکانیک: بررسی همزمان انتقال حرارت جابجایی مختلط و تشعشعی برای جریان عبوری از کانال مربعی

با عنوان : مطالعه همزمان انتقال حرارت جابجایی مختلط (آزاد و اجباری) و تشعشعی برای جریان عبوری از کانال مربعی

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی

عنوان:

مطالعه همزمان انتقال حرارت جابجایی مختلط (آزاد و اجباری) و تشعشعی برای جریان عبوری از کانال مربعی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

مطالعه حاضر یک مطالعه عددی برای جریان های آرام بالا رونده از یک کانال مربعی با تاثیرات همزمان جابجایی مختلط و تشعشع می باشد. برای حل همزمان معادلات حاکم شامل معادله بقای جرم (پیوستگی)، معادله بقای اندازه حرکت خطی (معادله مومنتوم) و معادله انرژی از روش حجم کنترل و برای حل معادله انتقال تشعشعی از روش جهات مجزا بهره گیری شده می باشد. در حل معادلات حاکم از خواص ترموفیزیکی وابسته به دما برای محیط های دارای خواص جذب، پراکندگی و صدور بهره گیری شده می باشد و بخار آب و CO2 به عنوان سیال های عبور کننده از کانال انتخاب شده اند. انتقال حرارت تشعشعی، خواص سیال عبوری، نسبت Gr/Re2، عرض مقطع کانال و تغییرات ضریب صدور بر روی دیواره کانال مانند متغیرهای تاثیرگذار بر میدان های جریان و انتقال حرارت می باشند که اثرات هریک به گونه کامل تشریح گردیده می باشد. نتایج به صورت توزیع سرعت و دما برای حالات مختلف، انتقال حرارت تشعشعی صادره از دیواره، انتقال حرارت کلی و عدد نوسلت کلی نمایش داده شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد با در نظر داشتن اینکه از خواص متغیر برای سیال بهره گیری شده می باشد، افزایش دما منجر به ایجاد جریان برگشتی در کانال می گردد که تاثیرات تشعشع وقوع جریان برگشتی را به تاخیر می اندازد. تشعشع نرخ انتقال حرارت و عدد نوسلت کلی را به گونه قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. همچنین افزایش نسبت Gr/Re2 منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت می گردد.

پیشگفتار:

رشد و توسعه روزافزون صنایع مختلف و کمبود منابع انرژی مورد نیاز یکی از اساسی ترین مسائل و معضلات جوامع امروز می باشد. در این بین ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی و به حداقل رساندن مصرف سوخت های فسیلی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. بی شک در صنایع و کارخانجات بزرگ این موضوع نیازمند توجه بیشتری می باشد. اتلاف انرژی طی پروسه های انتقال حرارت موضوعی می باشد که از سال ها پیش در کانون مطالعات و تحقیقات پژوهشگران بوده می باشد. تعیین دقیق نرخ انتقال حرارت و نحوه تغییرات دما در جریان یک پروسه با در نظر داشتن شرایط محیطی می تواند در افزایش کارایی سیستم تاثیر قابل ملاحظه ای داشته باشد. در همین راستا پژوهش حاضر به بحث و مطالعه پیرامون تاثیرات همزمان انتقال حرارت جابجایی و تشعشعی را برای جریان های عبوری از کانال های عمودی با مقاطع مربعی می پردازد.

مطالعه حاضر مشتمل بر پنج فصل می باشد که در فصل اول به مقدمات و نگاه اجمالی بر مطالعات انجام شده مرتبط با موضوع پرداخته شده می باشد. در فصل های دوم و سوم دو گونه اصلی انتقال حرارت (جابجایی و تشعشع) به ترتیب مدنظر قرار گرفته اند و تعاریف پایه، معادلات اصلی و روش های حل آنها و شرایط مرزی در هر بخش به تفکیک تشریح گردیده می باشد. در فصل چهارم انتقال حرارت ترکیبی جابجایی و تشعشع و الگوریتم حل همزمان معادلات حاکم بر مساله اظهار شده می باشد. در فصل پنجم با در نظر گرفتن متغیرهای تاثیرگذار بر رژیم جریان، تغییرات میدان های سرعت و دما با در نظر داشتن شرایط مرزی ارائه گردیده می باشد و بخش انتهایی به نتیجه گیری از مباحث مطرح شده اختصاص یافته می باشد.

فصل اول: مقدمه (کلیات)

1-1) مقدمه:

انتقال حرارت یکی از راه های رایج انتقال انرژی بین دو جسم می باشد می باشد. اهمیت این مبحث تا جایی می باشد که در بسیاری از پدیده های طبیعی یا صنعتی به گونه اختصاصی مورد مطالعه قرار می گیرد. حرارت همواره از محیط با دمای بیشتر به محیط با دمای کمتر انتقال می یابد. رسانش (هدایت)، جابجایی و تشعشع (تابش) سه مکانیزم انتقال حرارت هستند. رسانش و جابجایی به ترتیب مکانیزم های انتقال حرارت در جامدات و سیالات می باشند. تشعشع برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارد و در هر سه فاز جامد مایع و گاز هست.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

در اغلب موارد انتقال حرارت کلی ترکیبی از دو یا سه مکانیزم فوق می باشد که صرفنظر کردن از یک مکانیزم موجب بروز خطاهای نسبتا قابل توجه در محاسبات می گردد. به گونه مثال در نظر گرفتن همزمان جابجایی و تشعشع برای مسائل کوره ها، موتورهای احتراق داخلی، نازل های موشک و پدیده های جوی ضروری می باشد.

با در نظر داشتن کاربرد گسترده علم انتقال حرارت در صنایع مختلف و میزان انرژی مورد بهره گیری در جریان فرایند انتقال حرارت اهمیت و لزوم محاسبه دقیق میزان انرژی گرمایی مبادله شده نمایان می گردد. مطالعه جریان های عبوری از داخل کانال ها یکی از موارد مهم و پرکاربرد انتقال حرارت می باشد. در این بین کانال های عمودی به دلیل تاثیرات نیروی شناوری بیشتر مورد توجه می باشند. جریان عبوری از این کانال ها در اغلب موارد گاز می باشد. البته بسته به کاربرد کانال جریان های دو فازی گاز – جامد و گاز – مایع نیز ممکن می باشد به وجود آیند. مبدل های حرارتی، تاسیسات خنک سازی راکتورهای هسته ای، تجهیزات مربوط به فرایندهای شیمیایی و جمع کننده های انرژی در نیروگاه های خورشیدی مانند مواردی هستند که کانال های عمودی در آنها مورد بهره گیری قرار می گیرند. همچنین به مقصود خنک سازی سیستم های الکترونیکی مانند ترانزیستورها، کامپیوترها و ترانسفورماتورها از کانالی های عمودی بهره گیری می گردد. بدین مقصود قطعات و مدارهای الکترونیکی را بر روی صفحات مخصوص نصب نموده و سپس صفحات را به صورت عمودی در کنار هم قرار می دهند. با در نظر داشتن حساسیت قطعات و نیز گرمای تولید شده توسط آنها از بین صفحات سیال خنک عبور می دهند.

کانال های قائم در محیط های متخلخل نیز به کار می طریقه که به عنوان مثال می توان به کاربرد آنها در علوم هیدرولوژی، مسائل مربوط به مدلسازی مخازن سوخت، فرایندهای تولید فلزات و مخازن جمع آوری زباله های هسته ای تصریح نمود.

در حالت کلی در جریان مطالعه انتقال حرارت برای جریان های عبوری از داخل کانال های عمودی چنانچه سهم تشعشع دیواره ها و یا سیال عامل در انتقال حرارت کلی ناچیز در نظر گرفته گردد، انتقال حرارت تنها از جنبه جابجایی مطالعه می گردد، اما در صورتی که اختلاف دمای سیال با دیواره قابل توجه باشد و دمای دیواره یا سیال نسبتا زیاد باشد صرفنظر کردن از تشعشع خطای بزرگی را در انتقال حرارت کلی به دنبال دارد و لذا برای این موارد انتقال حرارت ترکیبی جابجایی – تشعشع در نظر گرفته می گردد.

با ارائه توضیحات فوق شناسایی مکانیزم تشعشع در گازها و تعیین شدت جریان تشعشعی از یک گاز به سطوح مجاور و بالعکس، از مباحث دارای اهمیت می باشد و لذا انتقال انرژی تشعشعی در محیط هایی که قابلیت صدور جذب و تفرق دارند در سالیان گذشته مورد توجه قرار گرفته می باشد.

از طرف دیگر با در نظر داشتن رژیم جریان (جریان آرام یا مغشوش) جابجایی نیز امکان دارد به حالت های مختلف با در نظر داشتن رژیم جریان اتفاق بیافتد که مباحث مربوط به این مبحث به گونه کامل در فصل آتی تشریح می گردد.

در ادامه تاریخچه مطالعات صورت گرفته توسط محققین و پژوهشگران مختلف در ارتباط با انتقال حرارت درون کانال های عمودی به گونه اجمالی اظهار می گردد.

تعداد صفحه : 138

قیمت : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :       

———-          [email protected]