بررسی عددی جریان و انتقال حرارت جابه جایی اجباری پیرامون یک و دو استوانه ی دوار با آرایش پهلوبه پهلو

چکیده در این پایان نامه جریان سیال و انتقال حرارت جابه جایی اجباری پیرامون یک استوانه ی دوار، دو استوانه ی دوار پهلوبه پهلو با دوران داخلی و دو استوانه ی دوار پهلوبه پهلو با دوران خارجی با استفاده از روش عددی برهم نهی شبکه ها حل می شود. هدف این مطالعه بررسی تاثیر پارمترهای عدد رینولدز، سرعت دورانی بی بعد، فاصله ی بی بعد و عدد پرانتل بر روی الگوی جریان و نرخ انتقال حرارت و پارامترهایی نظیر ضرایب متوسط نیرو، عدد استروهال، عدد نوسلت محلی و متوسط است. جریان مورد بررسی آرام و تراکم ناپذیر است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در هر سه حالت مورد بررسی ( یک استوانه، دو استوانه ی درون گرد و دو استوانه ی برون گرد) الگوی جریان و انتقال حرارت به شدت تحت تاثیر سرعت دوران استوانه ها می باشد. جریان غیردائم بوده و با افزایش سرعت دورانی الگوی جریان و ریزش گردابه با توجه به دیگر پارامترهای جریان می تواند تغییر کند و یا ثابت بماند و در نهایت پس از یک سرعت دورانی بی بعد بحرانی، ریزش گردابه متوقف شده و جریان دائم مشاهده می شود. سرعت دورانی بحرانی بی بعد یک استوانه ی دوار به عدد رینولدز وابسته بوده و برای دو استوانه ی دوار علاوه بر عدد رینولدز، فاصله ی استوانه ها و جهت دوران آنها بر این پارامتر تاثیر به سزایی دارد. در جریان پیرامون یک استوانه ی دوار، با افزایش سرعت دورانی بی بعد سه گذار مشاهده می شود. در اولین گذار جریان غیردائم به جریان دائم تبدیل می شود. دومین گذار سبب می شود که جریان دائم مجددا غیردائم شده و ریزش گردابه مجددا مشاهده می شود و در نهایت در سومین گذار جریان غیردائم ثانویه به جریان دائم تبدیل می شود. توقف ریزش گردابه در جریان عبوری از دو استوانه با دوران داخلی در سرعت دورانی های کمتری نسبت به یک استوانه ی دوار اتفاق می افتد. در این حالت سرعت دورانی بحرانی با افزایش فاصله ی استوانه ها افزایش یافته و با افزایش رینولدز نیز افزایش می یابد. توقف ریزش گردابه در کلیه ی فاصله ها و اعداد رینولدز بررسی شده مشاهده می شود. با تغییر جهت دوران استوانه ها و بررسی دوران خارجی مشاهده می شود که افزایش سرعت دورانی در ابتدا منجر به افزایش ریزش گردابه از استوانه ها شده و سپس کاهش می یابد تا در نهایت در سرعت دورانی بحرانی کاملا متوقف می شود. سرعت دورانی بحرانی در این حالت بسیار بیشتر از دوران داخلی است و با افزایش فاصله ی استوانه ها مقدار آن کاهش می یابد و در فواصل زیاد مقدار آن به مقدار سرعت دورانی بحرانی یک استوانه ی دوار بسیار نزدیک است. در دوران خارجی توقف ریزش گردابه در فواصل بسیار کم بین دو استوانه مشاهده نمی شود. لغات کلیدی: روش برهم نهی شبکه ها، استوانه های دوار، انتقال حرارت جابه جایی اجباری، ضرایب درگ و لیفت، اعداد نوسلت و استروهال