Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
5
1
gregorian
2015
8
1
15
6
online
1
fulltext
fa
معرفی تعریف عدد ناسلت مناسب برای جریان سیال در یک لوله با ماده متخلخل جزئی
Introducing a proper definition of the Nusselt number for fluid flow in a pipe partially filled with porous media
در مطالعهی حاضر به بررسی تحلیلی و عددی اعتبار دو تعریف متداول عدد ناسلت برای انتقال حرارت جابجایی در یک لوله با ماده متخلخل جزئی پرداخته شده است. تعریف اول عدد ناسلت بصورت Nu_1 (x)=(2R(∂T/∂r)_(r=R))⁄((T_w-T_m (x)) ) و تعریف دوم عدد ناسلت بصورت Nu_2 (x)=(2Rq_cond^'')⁄(k_ref (T_w-T_m (x)) ) بیان شده است. در ابتدا عدد ناسلت حاصل از این دو تعریف در آرایشهای مختلف ماده متخلخل در یک لوله، بصورت تحلیلی بررسی شده است. نتایج بررسی تحلیلی نشان میدهد که در آرایش مرزی ماده متخلخل، مقدار ناسلت محاسبه شده با این دو تعریف، با یکدیگر متفاوت میباشد. درتعریف اول ناسلت، مقدار حرارتی که با عبور جریان سیال از میان ماده متخلخل به سیال منتقل میشود، لحاظ نمیگردد و درنتیجه ناسلت محاسبه شده از این تعریف فیزیک انتقال حرارت جابجایی را در این مساله به درستی بیان نمیکند. در ادامه آرایش مرزی ماده متخلخل در یک لوله با جریان مغشوش بصورت عددی شبیهسازی شده و عدد ناسلت از هر دو تعریف محاسبه میگردد. نتایج نشان میدهد که با افزایش ضریب هدایت ماده متخلخل، عدد ناسلت حاصل از تعریف اول کاهش مییابد که این امر بیان درستی از فیزیک مسئله نیست. بنابراین در آرایش مرزی ماده متخلخل در یک لوله، استفاده از تعریف اول ناسلت مناسب نیست. با بررسی تعریف دوم ناسلت، مشاهده میشود که با افزایش ضریب هدایت ماده متخلخل، عدد ناسلت افزایش مییابد که این نتیجه فیزیکی بوده و لذا تعریف دوم ناسلت برای آرایش مرزی ماده متخلخل مناسبتر به نظر میرسد.
In the present study the validity of two conventional Nusselt number definitions were investigated using analytical and numerical methods for convection heat transfer in a pipe partially filled with porous media. The first definition is denoted as Nu_1 (x)=(2R(∂T/∂r)_(r=R))⁄((T_w-T_m (x)) ) and the second one follows: Nu_2 (x)=(2Rq_cond^'')⁄(k_ref (T_w-T_m (x)) ). The Nusselt number resulted from these two definitions was investigated analytically in a pipe for different porous configurations. The results show that the calculated Nusselt numbers using these two definitions, are different in porous media boundary arrangement. In the first definition, the heat transferred to the fluid flowing thorough the porous media is not considered, so the Nusselt number which is calculated via this definition cannot demonstrate the physics of heat transfer phenomenon properly. The boundary arrangement of porous in a pipe with turbulent flow is simulated numerically and the Nusselt number was calculated by the two definitions. The calculated Nusselt from the first definition shows that the Nusselt number increases as the heat conduction coefficient of porous grows which is not a proper expression of physics of this problem. So, the first definition of the Nusselt number is not proper for porous boundary arrangement in a pipe. However, with investigating of the second definition, it is seen that with increasing the porous heat conduction coefficient, the Nusselt number increases which this result is physically valid; therefore the second definition is more appropriate for the porous media boundary arrangement.
ماده متخلخل,انتقال حرارت جابجایی,عدد ناسلت
Porous Material,convection heat transfer,Nusselt number
278
286
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-2639&slc_lang=fa&sid=15
Alireza
Jamarani
علیرضا
جمارانی
100319475328460056964
100319475328460056964
No
دانشجوی کارشناسی ارشد
Mehdi
Maerefat
مهدی
معرفت
100319475328460056965
100319475328460056965
Yes
استاد دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
Majid
Eshagh Nimvari
مجید
اسحق نیموری
100319475328460056966
100319475328460056966
No
دکترای تخصصی مهندسی مکانیک