انتقال حرارت جابجایی آزاد از یک دیواره ی عمودی شار ثابت و متغیر در محیط سیال فوق بحرانی

سیال فوق بحرانی نقش مهمی در صنایع ایفا می نماید. اخیراً تحقیقات زیادی به صورت تئوری و آزمایشگاهی درباره ی پدیده های انتقال حرارت در سیال فوق بحرانی(supercritical fluid) انجام شده است. پیچیدگی انتقال حرارت جابجایی در ناحیه بحرانی از آنجا است که تغییرات شدید خواص را در این منطقه شاهد هستیم که بر انتقال مومنتم و حرارت اثر قابل توجهی به جای می گذارند، بطورکلی ضریب انتقال حرارت در مجاورت دمای شبه بحرانی حداکثر می گردد. در این تحقیق برای تعیین ضریب انبساط حرارتی (?) معادله حالت واندروالس مورد استفاده قرار گرفته و بدین ترتیب رابطه ی برای ضریب انبساط حرارتی سیال فوق بحرانی ایجاد شده است که تابع دما ، فشار و ضریب تراکم پذیری می باشد. رفتار منحنی های حاصل از این رابطه، در مقایسه با مقادیر جداول خواص ترمودینامیکی مشابه بوده و در نقطه بحرانی واگرا می شود که این ویژگی صحت رابطه را تایید می نماید. به منظور ارزیابی انتقال حرارت در شرایط فوق بحرانی به کمک رابطه ی جدید، جابجایی آزاد روی یک دیواره تحت شار ثابت و متغیر در سیال فوق بحرانی به صورت عددی و با روش اختلاف محدود حل شده است. نتایج حاصله موید بهبود انتقال حرارت در شرایط فوق بحرانی نسبت به شرایط مادون بحرانی می باشد. همچنین با بررسی نمودار شارهای حرارتی متغیر مختلف پی به ویژگی و مشخصات انتقال حرارتی خاص آنها برده و اثر افزایش و کاهش شیب نمودار شار حرارتی متغیر، مورد بررسی قرار گرفته است. ضمنآ مشاهده می گردد ضریب انتقال حرارت و ناسلت محلی در حالت شار حرارتی افزاینده بیشتر از شارهای حرارتی ثابت و کاهنده است. با کاهش شیب نمودار شارهای حرارتی کاهنده و افزاینده از سطح، نرخ انتقال حرارت و ناسلت محلی به رابطه تجربی که مربوط به شرایط شار ثابت است نزدیک می گردد.