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
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
شبیهسازی عددی جریان و انتقال حرارت خواص وابسته به دمای سیال ویسکوالاستیک در تبدیل واگرای متقارن محوری
The numerical simulation of flow and heat transfer of temperature dependent properties of viscoelastic fluid in an axisymmetric sudden expansion
در تحقیق حاضر، جریان آرام و انتقال حرارت سیال ویسکوالاستیک در تبدیل واگرای متقارن محوری با نسبت انبساط 1:3 مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیهسازی عددی جریان آرام و انتقال حرارت سیال ویسکوالاستیک از روش حجم محدود و الگوریتم پیزو استفاده شده است. همچنین برای مطالعه تأثیر خاصیت الاستیک جریان سیال پلیمری از مدل فن-تین-تنر غیرخطی استفاده شده است. بیشتر تحقیقات انجام شده در این زمینه معطوف به بررسی پارامترهای هیدرودینامیکی جریان مانند بررسی تأثیر عدد رینولدز و خاصیت الاستیک بر طول گردابهها میباشد که باتوجه به فقدان تحقیقی جامع در زمینهی انتقال حرارت جریان سیالات ویسکوالاستیک در تبدیلات واگرا، انجام تحقیق حاضر ضروری به نظر میرسد. از دیگر نوآوریهای پژوهش حاضر در نظر گرفتن برخی از خواص رئولوژیکی و ترمودینامیکی سیال ویسکوالاستیک به صورت تابعی از دما میباشد که باتوجه به حساسیت برخی از خواص سیال ویسکوالاستیک به دما، در نظر گرفتن این فرض در حل معادله انرژی ضروری به نظر میرسد. نتایج شبیهسازی عددی نشان میدهد، مقدار بیشینه ناسلت موضعی دیواره پاییندست تبدیل واگرا تقریباً جایی است که گردابهها پایان یافتهاند و روند تغییرات سرعت به مانند لوله صاف شده است. همچنین با افزایش عدد رینولدز که منجر به افزایش طول و شدت گردابهها میگردد، بیشینه ناسلت موضعی در ناحیه انبساط ناگهانی بیشتر به سمت پاییندست پیشروی میکند.
In the current research, laminar flow and heat transfer of viscoelastic fluid in an axisymmetric sudden expansion whit expansion ratio of 1:3 is investigated. Finite volume method and PISO algorithm are used for numerical simulation of flow and heat transfer of viscoelastic fluid. As well as, for study the effect of elasticity property of polymeric fluid flow, nonlinear Phan-Thein-Tanner (PTT) rheological model is used. Most of the researches which has been done in this field are focus on investigating hydrodynamic parameters of flow like study the effect of Reynolds number and elasticity property on vortices length, so due to the scarcity of comprehensive study about the heat transfer of viscoelastic fluid flow in sudden expansion, performing present study seems necessary. Considering some of the rheological and thermodynamic properties of viscoelastic fluid as function of temperature is the other innovations of current study, which because of the sensitivity of some of the viscoelastic properties to temperature, considering this hypothesis for solving energy equation seems essential. The results of numerical simulation shows that the maximum quantity of local Nusselt of sudden expansion for downstream wall is approximately where vortices are finished and the procedure of velocity variation is like smooth pipe. Also, whit increasing Reynolds number that led to enhancing length and intensity of vortices, the maximum local Nusselt in sudden expansion region move further toward downstream.
سیال ویسکوالاستیک,جریان و انتقال حرارت,عدد ناسلت,تبدیل واگرا
Viscoelastic fluid,Flow and Heat transfer,Nusselt number,Sudden Expansion
39
49
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3727&slc_lang=fa&sid=15
Mohammad Mohsen
Shahmardan
محمد محسن
شاه مردان
100319475328460064714
100319475328460064714
Yes
دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک
دانشگاه صنعتی شاهرود
Ali
Montahaee
علی
منتهایی
100319475328460064733
100319475328460064733
No
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شاهرود
Mahmood
Norouzi
محمود
نوروزی
100319475328460064864
100319475328460064864
No
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شاهرود