شبیه سازی عددی انتقال حرارت و جریان سیال در محیط های متخلخل فلزی
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مواد
- نویسنده محمد ظفری
- استاد راهنما محمود مرآتیان اصفهانی مسعود پنجه پور محسن دوازده امامی
- تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
- سال انتشار 1392
چکیده
در حال حاضر یکی از مهم¬ترین چالش¬ها در رابطه با ساخت فوم¬ها، طراحی بر اساس ویژگی¬های کاربردی آن¬ها می¬باشد. بنابراین اولین قدم در زمینه طراحی آن¬ها، می¬تواند مشتمل بر انجام فرایند شبیه¬سازی و یا به عبارتی حل دقیق معادلات انتقال باشد که در واقع به دلیل پیچیدگی ساختار هندسی فوم¬ها، با دشواری¬های فراوانی همراه می¬باشد. از اینرو اغلب بررسی¬های عددی روی هندسه¬های ایده¬ال و غیر واقعی فوم، از جمله مدل کلوین صورت گرفته است. دلایل این امر را می¬توان در مشکل بودن ساخت هندسه واقعی فوم و نحوه مش زدن آن اشاره کرد. لذا در تحقیق حاضر شبیه¬سازی رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی سیال در فوم¬های فلزی با هندسه واقعی و با استفاده از شبکه محاسباتی هگزاهدرال صورت پذیرفته است. بدین منظور معادلات پیوستگی، انتقال مومنتم و حرارت برای سیال داخل محیط متخلخل فوم (با درصد تخلخل¬های 85، 90، 95 و 98) به وسیله الگوریتم حجم محدود، حل گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که ضرایب ترم خطی و غیر خطی معادله افت فشار (-dp/dx=αu + βu^2) به ترتیب در محدوده محدوده 2.31×〖10〗^(-4)<α<1.21×〖10〗^(-3) و 228<β<3733 قرار دارد. همچنین گرمای انتقال یافته به روش هدایت، وابستگی شدیدی به ضریب هدایت حرارتی فاز جامد نشان داد. اما میزان حرارت انتقال یافته در جابجایی اجباری، در طول کمی از بستر انجام می¬شود و بعد از آن تعادل دمایی بین جامد و سیال بر قرار می-شود. اما از طرفی نمودار فاکتور اصطکاک بر حسب عدد رینولدز نشان داد که در دامنه¬ی re < 1 جریان آرام و در دامنهre > 1 جریان وارد ناحیه گذرا می¬شود. در ضمن بایستی به این نکته اشاره نمود که با اعمال گرادیان حرارتی، عدد رینولدز گذرا متناسب با میزان تخلخل تغییر می¬کند. همچنین در کار حاضر رابطه¬ی جدیدی برای عدد ناسلت براساس مشخصات هندسی فوم توسعه داده شده که برای ارائه آن از دیدگاه میکروسکوپی استفاده شده است. با استفاده از این دیدگاه، محدودیت¬های مدل¬های پیشین از جمله عدم توجه به ساختار هندسی فوم، رفع شده است. از طرفی برای به دست آوردن پیچیدگی مسیر عبور جریان سیال، از روش تزریق ذره در داخل محیط متخلخل و رصد مسیر عبور ذره، استفاده شده است. مطابق با نتایج حاصل، فاکتور پیچیدگی با افزایش درصد تخلخل کاهش می¬یابد. همچنین این فاکتور میانگینی از طول مسیر پیموده شده به وسیله جریان می¬باشد و مقدار آن در جهات گوناگون به دلیل غیر یکنواختی توزیع تخلخل¬ها، متفاوت می¬باشد. در نهایت با اتکا به نتایج حاصل از این پژوهش، می¬توان بستری هر چند کوچک را در راستای توسعه¬ی طراحی فوم¬ها با کاربرد¬های مختلف، فراهم نمود.
منابع مشابه
تحلیل عددی انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی در محیط متخلخل
در این مقاله از روش شبکۀ بولتزمن در بررسی جریان جابجایی اجباری و انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی توانی بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، استفاده شده است. محیط متخلخل با موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد گردیده است که امکان بررسی جریان‌های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می‌کند. علی‌رغم استفاده زیاد از روش شبکۀ بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده از...
متن کاملتحلیل عددی انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی در محیط متخلخل
در این مقاله از روش شبکۀ بولتزمن در بررسی جریان جابجایی اجباری و انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی توانی بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، استفاده شده است. محیط متخلخل با موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد گردیده است که امکان بررسی جریان های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می کند. علی رغم استفاده زیاد از روش شبکۀ بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده از...
متن کاملشبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت جابجایی ترکیبی درون رادیاتور اتومبیل پرشده از نانو سیال و دارای مانع داغ
در این نوشتار به مدلسازی رادیاتور پرشده از نانو سیال و بررسی تغییرات الگوی جریان و عملکرد انتقال حرارت جابجایی ترکیبی درون آن پرداخته میشود. نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم درون این رادیاتور، به عنوان سیال عامل در نظر گرفته شده است و ویسکوزیته دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی بر طبق مدلهای خواص متغیر جدید وابسته به قطر نانوذرات، غلظت آنها، دما و ... میباشد. دیواره سمت راست، سرد وسایر دیوارهها به...
متن کاملبررسی عددی جریان سیال و انتقال حرارت در محیط متخلخل بین دو صفحه موازی با استفاده از روش شبکه بولتزمن
در این مقاله، جریان جابه جایی اجباری و انتقال حرارت بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، به صورت عددی با استفاده از روش شبکه بولتزمن بررسی شده است. محیط متخلخل با استفاده از موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد شده است که امکان بررسی جریان های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می کند. علی رغم استفاده زیاد از روش شبکه بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده ...
متن کاملبررسی تجربی و آشکارسازی انتقال حرارت جریان جوشش در لوله عمودی حاوی ماده متخلخل فلزی
در مطالعه حاضر به بررسی تجربی انتقال حرارت جوشش در یک لوله عمودی مسی با قطر داخلی 16 میلی‌متر تحت شرایط شار حرارتی ثابت و در فشار اتمسفریک با سیال کاری آب پرداخته شده است. برای اعتبار‌سنجی نتایج و کسب اطمینان از صحت عملکرد سنسور‌ها و بستر آزمایشگاهی ابتدا در حالت تکفاز چندین آزمایش انجام و نتایج آن با روابط موجود برای انتقال حرارت تکفاز مقایسه گردید، که نشان دهنده صحت عملکرد بستر آزمایشگاه...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مواد
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023