پروژه مطالعه و بررسی جریان سيال و انتقال حرارت

مقدمه

۱-۱  جدایش جریان
محدوده مقادیر لزجت در سیالات مختلف بسیار وسیع است. مثلاً لزجت هوا در فشارها و درجه حرارت¬های معمول، نسبتاً کوچک است. این مقدار کوچک لزجت در بعضی شرایط، نقش مهمی در توصیف رفتار جریان ایفا می¬کند. یکی از اثرات مهم لزجت سیالات در تشکیل لایه¬ مرزی  است.
جریان سیالی که بر روی یک سطح صاف و ثابت حرکت می¬کند را در نظر بگیرید. به تجربه ثابت شده است که سیال در تماس با سطح به آن می¬¬چسبد (شرط عدم لغزش ). این پدیده باعث می¬شود که حرکت سیال در یک لایه نزدیک به سطح کند شود و ناحیه¬ای به ¬نام لایه ¬¬¬مرزی بوجود می¬آید. در داخل لایه مرزی سرعت سیال از مقدار صفر در سطح به مقدار کامل خود افزایش    می¬یابد، که معادل سرعت جریان در خارج از این لایه است. بعبارت دیگر، در لایه ¬مرزی سرعت افقی در امتداد عمود بر سطح تغییر می¬کند، که این تغییرات در نزدیکی سطح بسیار شدید است.

فهرست مطالب

عنوان                                                               صفحه

فصل اول: مقدمه                                             ۱
۱-۱ جدایش جریان   ……………………………………………. ۱
۱-۲ نحوه تشکیل و پخش گردابه ………………………………………… ۷
۱-۳ کاربرد جریان¬بندها در مهندسی ……………………………………….. ۱۸

فصل دوم: مروری بر فعالیت¬های تحقیقاتی گذشته                                    ۲۱
۲-۱ مقدمه ……………………………………………………… ۲۱
۲-۲  هندسه یک سیلندری در جریان آرام …………………………………… ۲۱
۲-۳  هندسه یک سیلندری در جریان مغشوش ………………………………. ۳۱
۲-۴  هندسه چند سیلندری در جریان آرام  …………………………….. ۳۹
۲-۵  هندسه چند سیلندری در جریان مغشوش  ………………………… ۴۸

فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن                            ۵۹
۳-۱  طرح مسأله فعلی و جایگاه آن  ……………………………. ۵۹
۳-۲  هندسه مسأله  ………………………………………. ۶۲
۳-۳  معادلات حاکم در جریان آرام   ………………………………. ۶۳
۳-۳-۱ میدان جریان سیال  …………………………………………… ۶۳
۳-۳-۲ میدان دما و انتقال حرارت ………………………. ۶۷
۳-۴ معادلات حاکم در جریان مغشوش ………………………………. ۶۹
۳-۴-۱ میدان جریان سیال و دما ………………………………………………. ۶۹
۳-۵  جمع¬بندی معادلات  …………………………………………… ۷۲
۳-۶  روش حل مسأله  ………………………………………….. ۷۴
۳-۷  شرایط مرزی و نحوه اعمال آنها …………………………………….. ۸۷
۳-۷-۱  مقدمه  ………………………………………………………. ۸۷
۳-۷-۲  شرط مرزی ورودی ………………………………………….. ۸۷
۳-۷-۳  شرط مرزی خروجی  …………………………………………….. ۸۹
۳-۷-۴  شرط مرزی دیوار  …………………………………………. ۹۰
۳-۷-۵  شرط مرزی تقارن   ……………………………………….. ۹۲

فصل چهارم: نتایج جریان آرام                                              ۹۴
۴-۱ مقدمه …………………………………………………. ۹۴
۴-۲ مقایسه نتایج بدست آمده برای هندسه یک سیلندری با نتایج موجود …….. ۹۵
۴-۳ مطالعه شبکه ……………………………………………………. ۹۹
۴-۴ مطالعه نسبت انسداد ………………………………………………….  ۱۰۵
۴-۵ تحلیل نتایج رژیم جریان آرام …………………………………  ۱۱۸
۴-۵-۱ تحلیل نتایج جریان سیال برای فاصله بین سیلندری ثابت G=5 ……………..  ۱۱۸
۴-۵-۲ تحلیل نتایج جریان سیال برای فواصل بین سیلندری مختلف ………………  ۱۳۸
۴-۵-۳ تحلیل نتایج انتقال حرارت و میدان دما ………………………. ۱۴۷

فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش                                                                   ۱۶۱
۵-۱ مقدمه ………………………………………………………. ۱۶۱
۵-۲ تحلیل نتایج بدست آمده برای جریان سیال ………………………………..  ۱۶۲
۵-۳ تحلیل نتایج میدان دما و انتقال حرارت …………………………………. ۱۷۸

جمع¬بندی نتایج و ارائه پیشنهادات                                                                           ۱۸۳

پیوستها
پیوست الف: متن کامل مقاله ارائه شده در دهمین کنفرانس دینامیک شاره¬ها ۱۳۸۵ ………. ۱۸۶
پیوست ب: متن کامل مقاله پذیرفته شده جهت ارائه در کنفرانسISME2007 …………….. 197
پیوست ج: استخراج معادلات حاکم بر جریان و نحوه بی¬بعد کردن آنها ……………………….. ۲۰۳
پیوست د: محاسبه مشتق اول با دقت مرتبه دوم در یک نقطه در شبکه غیر یکنواخت ……….. ۲۱۲

فهرست منابع                                                            ۲۱۵

فهرست جداول

فصل اول: مقدمه                                                    ۱

فصل دوم: مروری بر فعالیت¬های تحقیقاتی گذشته                              ۲۱
جدول ۲-۱  تأثیر فاصله پایین¬دست سیلندر در رینولدز ۱۰۰ و نسبت انسداد ۷% ……….. ۲۲
جدول ۲-۲  مقایسه نتایج حاصل از استفاده از شرط مرزی خروجی مختلف ……………..۲۴
جدول ۲-۳  مقایسه نتایج بدست آمده برای سیلندرهایی با نسبت منظرهای متفاوت ………….۳۴

فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن                      ۵۹
جدول ۳-۱  مقادیر بی¬بعد ابعاد هندسی……………………………………….. ۶۲
جدول ۳-۲ ترم¬های مختلف معادلات بی بعد شده جاکم بر مسأله ……………………۷۳

فصل چهارم: نتایج جریان آرام                                                                        ۹۴
جدول ۴-۱  مقایسه نتایج بدست آمده از شبکه¬بندی¬هایی متفاوت در نسبت انسداد۱۰% …….. ۱۰۰
جدول ۴-۲  مقایسه نتایج بدست آمده از شبکه¬بندی¬هایی متفاوت در نسبت انسداد ۵% ……… ۱۰۰
جدول ۴-۳  مقایسه نتایج بدست آمده پارامترهای جریان در نسبت انسدادهای مختلف ……….. ۱۰۶
جدول ۴-۴  مقایسه نتایج بدست آمده عدد نوسلت سیلندرها در نسبت انسدادهای مختلف        ۱۰۷
جدول ۴-۵  مقادیر پارامترهای مختلف جریان در اعداد رینولدز متفاوت برای G=5 ………… 134
جدول ۴-۶  پارامترهای مختلف محاسبه شده جریان در فواصل بین سیلندری مختلف ………. ۱۴۳
جدول ۴-۷  مقادیر محاسبه شده عدد نوسلت سیلندرها در فواصل بین سیلندری مختلف …… ۱۵۳

فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش                                                                           ۱۶۱
جدول ۵-۱  مقادیر عدد نوسلت وجوه مختلف سیلندرها در اعداد رینولدز متفاوت ……………. ۱۸۲

دانلود فایل

فایل بصورت ورد ١٩٤ صفحه قابل ویرایش می باشد