بررسی تجربی میعان هوای مرطوب بر روی یک استوانه شیب دار در جابجایی آزاد

در پژوهش حاضر انتقال حرارت و میعان هوای مرطوب در اطراف یک استوانه شیب دار در جابجایی آزاد به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. اثر تغییر پارامترهای مختلف مانند دمای محیط , رطوبت نسبی محیط, دمای سطح استوانه و زاویه قرار گیری استوانه بر روی شار حرارتی و شارش جرمی میعان به صورت مستقل بررسی شده است. به منظور ایجاد شرایط مناسب برای آزمایش ها و شبیه سازی جابجایی آزاد یک اتاق آزمون مجهز به سیستم گرمایش و سرمایش قابل کنترل در دانشکده مکانیک ساخته شد. در آزمایشات صورت گرفته رطوبت نسبی هوا از 30% تا 50% , دمای محیط از 25 تا 35 درجه سانتی گراد , دمای سطح استوانه از 2 تا 6 درجه سانتی گراد و زاویه استوانه از 0 تا 60 درجه تغییر داده شده است. آزمایش ها زمانی آغاز شده است که میعان به حالت پایدار رسیده و انتقال حرارت و شارش جرمی میعان ثابت باشد. هر آزمایش حدودا 8 ساعت به طول انجامیده و در طی آن تمامی پارامترها کنترل و ثبت شده اند تا با دقت قابل قبولی ثابت باقی بمانند. خطای موجود در اندازه گیری ها در نظر گرفته شده و میزان عدم قطعیت در اندازه گیری شار حرارتی و شارش جرمی محاسبه شده است. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که با کاهش شیب استوانه, افزایش دمای محیط, کاهش دمای سطح استوانه و افزایش رطوبت نسبی محیط مقدار انتقال حرارت و مقدار شارش جرمی میعان افزایش می یابد. در رطوبت نسبی پایین سهم اصلی انتقال حرارت مربوط به جابجایی و تشعشع می باشد ولی با افزایش رطوبت نسبی سهم انتقال حرارت تغییر فاز افزایش چشمگیری می یابد. شایان ذکر است که در رطوبت نسبی پایین نوع میعان تشکیل شده قطره ای می باشد که با افزایش غلظت بخار به میعان لایه ای متمایل می شود. در نهایت با اندازه گیری های تجربی میزان شارش جرمی یک رابطه جدید تجربی برای میزان شارش جرمی ارائه گردیده است.