نام پژوهشگر: میترا سادات سادات لواسانی

شبیه سازی دینامیکی انتقال حرارت جریان فوق بحرانی در یک لوله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  میترا سادات سادات لواسانی   مصطفی نوعی باغبان

انتقال حرارت در سیالات فوق بحرانی در حد قابل توجهی با سیالات زیر بحرانی متفاوت می باشد. این تفاوت به دلیل تغییرات شدید خواص سیال با دما در نزدیکی دمای شبه بحرانی است. در نتیجه معادلات انتقال حرارت زیر بحرانی در مورد سیالات فوق بحرانی کاربرد ندارد. یکی از پدیده هایی که تاکنون مورد توجه قرار نگرفته برگشت جریان سیال فوق بحرانی در کانال حلقوی است. برگشت جریان پدیده ایست که به دلیل اختلاف چگالی بین سیال در مرکز لوله و سیال در نزدیکی دیواره نیروی شناوری ایجاد شده و سیال در نزدیک دیواره شتاب می گیرد و سرعتی بیشتر از سرعت متوسط ورودی پیدا می کند برای برقراری موازنه جرم بخشی از جریان معکوس شده و در جهتی خلاف جهت جریان اصلی حرکت می کند که سبب ایجاد جریان ثانویه ای در جهت خلاف جریان اولیه می شود. به منظور بررسی برگشت جریان در سیال فوق بحرانی مطالعه ی عددی توسط نرم افزار فلوئنت انجام شده است. تنها شرایط آرام و پایدار در نظر گرفته شده است بنابراین انتقال حرارت در یک سطح بنیادی مطالعه می¬شود. از این رو ، در این مطالعه جریان رو به بالای دی اکسیدکربن فوق بحرانی با شار حرارتی یکنواخت اعمال شده به دیوار داخلی کانال حلقوی و دیوار خارجی عایق شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده دید روشنی از مکانیزم برگشت جریان ارائه کرده و شناوری به عنوان نیرو محرکه ی این پدیده تعیین شده است. علاوه براین با توجه به نتایج دو نمودار برگشت جریان بر اساس اعداد بی بعد رسم شده است. همچنین مشخص شده است که وجود جا بجایی آزاد برای این پدیده لازم و اجباری می باشد. خصوصاً جا بجایی آزاد باید بر جا بجایی اجباری و هدایت غالب گردد. به طور کلی شار جرمی پدیده را تضعیف کرده در حالیکه شار حرارتی بالا به برگشت جریان کمک می کند.