بررسی تجربی توزیع دما و انتقال حرارت جابجایی آزاد در محفظه بسته عمودی مستطیلی شکل پره دار

در این پایان نامه انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه بسته عمودی که سطح گرم آن پره دار است، بصورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه اثرات تغییرات طول پره برای سه طول 5، 7.5 و 10 میلی متر و اثرات تغییرات عرض محفظه برای دو عرض محفظه 15 و 20 میلی متر مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی ها در اعداد رایلی بین 5000 تا 11000 برای محفظه با عرض 15 میلی متر و 11000 تا 22000 برای محفظه با عرض 20 میلی متر متمرکز شده است. چون سعی در بررسی اثرات عرض محفظه بوده سعی شده است که تغییرات دمای سطح برای هر دو عرض محفظه در آزمون ها ثابت باشد. در بخش تجربی تحقیق از تداخل سنج ماخ-زندر استفاده شده است. عدد نوسلت محلی با بکارگیری فرینج های بی نهایت محاسبه شده که متناظر با کانتورهای همدما در میدان دمایی است. از شبیه سازی عددی نیز جهت بررسی رفتار جریان سیال در محفظه استفاده شده است که در آن از معادلات مکانیک سیالات محاسباتی استفاده شده است. نتایج حاصله با نتایج بدست آمده از آزمایشات تجربی و کار محققان پیشین مقایسه شده است و پس از حصول اطمینان از صحت نتایج، از میدان سرعت و جریان شبیه سازی عددی در بررسی جابجایی در محفظه بهره گرفته شده است. نتایج نشان دهنده آن است که میزان انتقال حرارت با افزایش طول پره ها به دلیل ایجاد تمایل به شکست در سلول گردشی محفظه بواسطه پره ها و تشکیل سلولهای گردشی کوچکتر در فواصل پره ها، افزایش می یابد. همچنین برای بررسی اثرات تغییر در عرض محفظه به دلیل حضور عرض محفظه به عنوان طول مشخصه در رابطه عدد رایلی، قطر هیدرولیکی جدیدی برای یکسان سازی اعداد رایلی و ارتباط بیشتر عدد رایلی با هندسه محفظه تعریف شد و بر اساس آن با کاهش عرض محفظه برای هر طول پره ثابت، میزان انتقال حرارت افزایش می یابد.بطور کلی با افزایش عدد رایلی نیز میزان انتقال حرارت افزایش خواهد یافت.