بررسی عددی و آزمایشگاهی اثر شکل هندسی مقطع نازل بر انتقال حرارت جت برخوردی به یک صفحه تخت

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی
  • نویسنده سیده سحر مستقیم
  • استاد راهنما محسن کهرم
  • سال انتشار 1393
چکیده

یکی از مهم ترین اهداف پیش رو در صنعت، بحث بهینه سازی مصرف انرژی است. در بحث جت های برخوردی، هدف رسیدن به بیشترین انتقال حرارت با صرف کم ترین هزینه همواره موردتوجه بوده است. ازآنجاکه پارامترهای بسیاری بر انتقال حرارت جت های برخوردی اثرگذارند، همواره تلاش بر این بوده است که به نحوی با تغییر این پارامترها ضریب انتقال افزایش یابد. یکی از پارامترهای موثر بر ضریب انتقال حرارت، هندسه نازل می باشد. هندسه های دایروی، مربعی، مستطیلی و بیضوی تاکنون بارها مورد آزمایش قرارگرفته اند و اثرات تغییرات عدد رینولدز و فاصله جت تا صفحه بر آن ها بررسی شده است. یکی از هندسه هایی که تاکنون بررسی نشده، نازل با مقطع مثلثی می باشد. در پژوهش حاضر به بررسی عددی و آزمایشگاهی اثرات هندسه نازل، فاصله نازل تا صفحه برخورد و عدد رینولدز بر ضریب انتقال حرارت محلی جت برخوردی نامحدود بر روی صفحه تخت صاف پرداخته شده است. ازآنجاکه هدف تمامی این تغییرات، کاهش ضخامت لایه مرزی در نقطه برخورد جت با صفحه می باشد، پیش بینی می شود با تغییر نازل به مثلثی، به دلیل افزایش توربولنسی، این ضخامت کاهش یابد و ضریب انتقال حرارت افزایش یابد. سه نازل با سه هندسه دایروی، مربعی و مثلثی با قطر معادل برابر 20 میلی متر موردبررسی عددی و آزمایشگاهی قرارگرفته است. عدد رینولدز بر اساس قطر هیدرولیک نازل ها دارای مقادیر 5000 تا 23000 بوده و نسبت فاصله نازل تا صفحه برخورد به قطر معادل برابر 1 تا 8 می باشد. به این منظور ابتدا حل عددی با استفاده از نرم افزار فلوئنت مدل توربولنسی v2f در شرایطی مطابق حل های آزمایشگاهی پیشین، توسط روش های مختلف توربولنسی انجام شد و بهترین روش حل از میان روش های مختلف انتخاب گردید. سپس حل عددی برای سه نازل دایروی، مربعی و مثلثی توسط روش صحیح توربولنسی انجام گرفت. با کمک نتایج حاصله از حل های عددی، دستگاه آزمایش ساخته شد و آزمایش ها برای شرایطی یکسان با حل های عددی انجام شد. در پایان به مقایسه ای میان نتایج حاصل از حل عددی و آزمایشگاهی و همچنین مقایسه نتایج در حل های عددی و آزمایشگاهی برای سه نازل متفاوت پرداخته شد. نتایج تطابق خوبی را میان حل های عددی و آزمایشگاهی نشان می دهد. همچنین مشخص شد که پیش بینی افزایش ضریب انتقال حرارت در مورد نازل مثلثی صحیح بوده و این نازل دارای ضریب انتقال حرارتی بیش از دو نازل دیگر می باشد. استفاده از نازل مثلثی نسبت به نازل دایروی باعث افزایش 13/55 درصدی و نسبت به نازل مربعی باعث افزایش 12/32 درصدی ضریب انتقال حرارت در نقطه برخورد می شود. همچنین استفاده از نازل مربعی به جای نازل دایروی اثر ناچیزی بر روی ضریب انتقال حرارت داشته و باعث افزایش 1/14 درصدی ضریب انتقال حرارت در نقطه برخورد می شود. در ادامه اثر افزایش عدد رینولدز و افزایش فاصله جت تا صفحه بر ضریب انتقال حرارت موردبررسی قرار گرفت و این نتیجه حاصل شد که با افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت افزایش یافته و این مسئله در مورد افزایش فاصله جت تا صفحه در نقاط نزدیک به نقطه برخورد عکس می باشد.

منابع مشابه

بررسی جریان و انتقال حرارت دو جت برخوردی نوسانی ناهمسان به صفحه تخت

در این پایان نامه، نتایج حاصل از مطالعه عددی بر روی جریان و انتقال حرارت دو جت برخوردی نوسانی ناهمسان ارائه می شود. حل عددی بر مبنای مدل سسازی دو بعدی برای جریان دو جت برخوردی انجام شده و تاثیر نوسان بر جریان و انتقال حرارت و جرم تشریح شده است. مدل آشفتگی rng k-? جهت مدل سازی از نظر سرعت و دقت بهتر بوده و در این پایان نامه نیز جهت مدل سازی رفتار جریان آشفته از همین مدل استفاده شده است. پارامتر ...

15 صفحه اول

بررسی عددی پارامتر های موثر در بهبود انتقال حرارت ناشی از جت مغشوش نانوسیال برخوردی به صفحه تخت دما ثابت

کاربرد گسترده جت های برخوردی به منظور حصول ماکزیمم انتقال حرارت از طریق تغییر مسیر جریان و شکست لایه مرزی، انگیزه اصلی برای انجام این پروژه به شمار می رود. به طور کلی موضوع جت های برخوردی و بررسی پارامترهای موثر در بهبود انتقال حرارت ناشی از آنها، از گذشته تا کنون، چه با روش های تجربی و چه با روش های عددی محور بحث و بررسی بسیاری از مقالات علمی و پژوهشی بوده است. در این تحقیق پس از بیان مختصر کا...

تحریک لایه مرزی آشفته توسط جت و وِیک و اثر آن بر ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت

اثر گذاری بر رفتار لایه مرزی با هدف تغییر ساختار آن و تغییر ضریب انتقال حرارت از موضوعات قابل توجه محققین انتقال حرارت است. روش هایی مانند مکش، دمش، ایجاد زبری و غیره از موضوعات مشابهی هستند که در گذ شته مورد توجه بوده اند. در این تحقیق یک جهار گوش در درون یا مجاورت لایه مرزی آشفته قرار می گیرد و جریان اطراف خود را تحت تأثیر قرار می دهد. به دلیل تشکیل نقطه سکون، تشکیل جت و ایجاد وِیک در پشت جسم ...

متن کامل

بررسی عددی انتقال حرارت جت آتشفشان متقارن برخورد کننده به یک صفحه تخت

میدانهای سرعت و دما در یک جت مغشوش ، توسعه یافته، متقارن برخوردکننده، به یک صفحه تخت به صورت عددی و در حالت دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است . صفحه ای که جت به آن برخورد می کند دارای یک فلاکس حرارتی ثابت می باشد که گرمای آن به سیال جت منتقل شده و باعث ایجاد گردایان دما در سیال می شود. به دلیل وجود تقارن از مختصات استوانه ای (r,z) استفاده شده است . برای بررسی جریان مغشوش از دو مدل مغشوش k-e و ...

15 صفحه اول

مطالعه ی عددی فواره ی گاز برخوردی به یک صفحه ی تخت

از آنجا که در موتورهای تزریق مستقیم گازسوز، در حالت احتراق همگن، شکل گیری مخلوط در اثر برخورد فواره با سطح پیستون متحرک انجام می شود، مطالعه شکل گیری مخلوط در اثر برخورد با دیواره متحرک اهمیت زیادی در توسعه اینگونه موتورها دارد. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم افزار Ansys Fluent رفتار فواره ی گاز برخوردی با صفحه ی تخت در هوای اتمسفر شبیه سازی شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، نتایج شبیه سا...

متن کامل

منابع 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 فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023