پروژه حاضر، یک تحقیق عددی به منظور بررسی اثر عدد دارسی، نسبت سطح، عدد گراشف گرمایی و عدد اشمیت بر روی پدیده همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم درون یک محفظه مستطیلی متخلخل با دیواره های جانبی نیمه فعال از نظر گرمایی، از سیالی که عمدتا هوا 71/0pr = ، در دو حالت، بخار آب با غلظت کمتر 63/0 sc= (حالت اول) و در حالت با غلظت بیشتر2 sc = (حالت دوم) انجام گرفته است. دیواره جانبی سمت چپ در دما و غلظت بالاتری نسبت به دیوار جانبی سمت راست قرار گرفته است. طول بخش فعال گرمایی دیواره های جانبی نصف ارتفاع محفظه میباشد. بالا و پایین محفظه و همچنین بخش های غیر فعال دیواره های جانبی از نظر گرمایی عایق و غیر قابل نفوذ جرم میباشد. نه موقعیت گرمایی مختلف از نقاط فعال درون محفظه میتوان تصور نمود. ضریب نفوذ سیال ثابت فرض شده است، اما چگالیسیال به طور خطیبا دما و غلظت تغییر میکند. درپروسه حل عددی، معادلات حاکم به روش تفاضل محدود حل شده است. معادلات انرژی و غلظت به روش ضمنیبا جهت متغیر (adi) و روش فوق تخفیف (sor) برای حل معادله جریان به کار رفته است. نتایج برای نه موقعیت گرمایی مختلف،اعداد دارسی بین 1- 10 da =و-810da = اعداد گراشف گرمایی بین gr=103و 106 gr =، نسبت شناوری و نسبت سطح های مختلف ارائه شده است. واثرات آنها بر خطوط جریان، دما و غلظت و نرخ انتقال گرما و جرم از دیواره های محفظه بیان شده است. نرخ انتقال گرما و جرم در وضعیت گرمایی پایین - بالا بیشترین مقدار و در وضعیت بالا - پایین کمترین مقدار میباشد. مقدار انتقال گرما و جرم با افزایش نسبت سطح و همچنین افزایش اعداد دارسی و گراشف، افزایش مییابد.

در این تحقیق به مطالعه عددی اثر ضخامت و ضریب هدایت حرارتی رسوب بر میدان جریان و انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی دو لوله ای دارای جریان متلاطم و غیرهمسو به طول 2m پرداخته شده است. در سمت لوله که آب فرایندی جریان دارد سه عدد رینولدز 35000، 40000 و 45000 و در سمت پوسته که آب خنک کننده جریان دارد رینولدز 50000 در نظر گرفته شده اند. با استفاده از جداول استاندارد، حداکثر ضخامت رسوب در سمت لوله 1.5mm و در سمت پوسته 2mm در نظر گرفته شده اند. با توجه به جنس رسوب، ضریب هدایت حرارتی رسوب در سمت لوله 2.9w/m.k و در سمت پوسته سه ضریب 1.38، 2.14 و 2.9w/m.k در نظر گرفته شده اند. مدلسازی های عددی با استفاده از نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت انجام شده است و با انجام یک مطالعه پارامتری مشخص شده است که با افزایش ضخامت رسوب در دو سمت مبدل و نیز با کاهش ضریب هدایت حرارتی رسوب در سمت پوسته، دمای خروجی سیال گرم افزایش و دمای خروجی سیال سرد کاهش می یابند. افزایش ضخامت رسوب موجب کاهش سطح مقطع آزاد جریان سیال و افزایش سرعت جریان سیال و در نهایت منجر به افزایش افت فشار می شود. حداکثر افزایش افت فشار در سمت لوله و سمت پوسته در بین حالت های مختلف ضخامت رسوب نسبت به حالت تمیز، به ترتیب 42% و 92% می باشند. با افزایش ضخامت رسوب، ضریب انتقال حرارت جابجایی محلی و متوسط در سمت لوله و سمت پوسته نسبت به حالت تمیز افزایش می یابند. حداکثر افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی متوسط در سمت لوله و سمت پوسته در بین حالت های مختلف ضخامت رسوب نسبت به حالت تمیز، به ترتیب 15% و 22% می باشند. با این وجود، با افزایش ضخامت رسوب، ضریب کلی انتقال حرارت و بازده مبدل حرارتی نسبت به حالت تمیز کاهش قابل ملاحظه ای می یابند. با کاهش ضریب هدایت حرارتی رسوب در سمت پوسته، ضریب کلی انتقال حرارت و بازده مبدل حرارتی کمتر نیز خواهند شد. حداکثر کاهش ضریب کلی انتقال حرارت و بازده مبدل حرارتی در بین حالت های مختلف رسوب مورد بررسی نسبت به حالت تمیز، به ترتیب 79% و 78% می باشند.

چکیده ندارد.