۱۱۲ نتیجه برای انتقال حرارت
دوره ۲، شماره ۳ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در ایروژل‌های باساختار گرادیانی، تغییر قطر حفرات در ضخامت بر هدایت حرارتی موثر تاثیر گذار است. از آنجا که قطر حفرات با چگالی رابطه‌ی عکس دارد، پارامتر نسبت هدایت حرارتی موثر به چگالی ایروژل(B) تعریف می‌شود.کمترین مقدار B نشان دهنده‌ی شرایط بهینه ایروژل است. هدف این پژوهش، بهبود و شبیه سازی انتقال حرارت در ایروژل‌های ساختار گرادیانی برای بررسی تأثیر تغییر ساختار در ضخامت نمونه نسبت به ساختار‌های هموژن است. بدین منظور از داده‌های خواص و ساختار ایروژل سیلیکا استفاده شده و همچنین اثر هدایت حرارتی بهم پیوستگی کلویید‌ها در نظر گرفته شد. تغییرات انتقال حرارت با استفاده از نرم افزار کامسول برای ساختار هموژن با کمترین چگالی (L)، بالاترین چگالی (H) و با کمترین مقدار پارامتر B که عنوان ساختار بهینه (OPT) معرفی شده، بررسی و با میزان انتقال حرارت در ایروژل‌های ساختار گرادیانی شبیه سازی شده مقایسه شد. ایروژل‌های ساختار گرادیانی شبیه سازی شده در دو حالت از چگالی بالا به پایین (HtL) و چگالی پایین به بالا (LtH) طراحی و روند تغییرات دما با زمان در هر دو حالت مطالعه شده است. در نتایج بدست آمده، ایروژل‌ساختار گرادیانیLtH کمترین میزان انتقال حرارت را نشان داده (افزایش بازده ۲ درصدی ساختار گرادیانی(LtH) نسبت به ساختار بهینه(OPT)) و به عنوان بهترین ساختار برای ایجاد یک عایق حرارتی پیشنهاد می‌شود.
دوره ۲، شماره ۳ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
یکی از روشهای کاهش اندازه تجهیزات انتقال حرارت، افزایش ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی سیال است. هدف اصلی از این پژوهش طراحی و تولید نوعی نانوسیال بر پایه آب و اتیلن‌گلایکول است. بدین منظور ابتدا گرافن با استفاده از روش الکتروشیمیایی تولید و ساختار آن توسط طیف‌های واپاشی پرتو ایکس (XRD)، تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی انتقالی (TEM) مورد بررسی و تأیید قرار گرفت. با استفاده از درصدهای وزنی مختلف از نانوگرافن شامل ۲۵/۰، ۵/۰، ۷۵/۰، ۱، ۲۵/۱ و ۵/۱% نانوسیال آب/اتیلن‌گلایکول/گرافن تولید گردید. سدیم دو دسیل سولفات (SDS) به عنوان فعال کننده سطحی جهت بهبود پایداری گرافن درون سیال پایه استفاده شد. سامانه آزمایشگاهی طراحی شده شامل لوله مارپیچ با دمای دیواره ثابت و مجهز به کنترل کننده دبی و نشانگر دما و فشار بود. عدد ناسلت و افت فشار برای آب خالص توسط سامانه آزمایشگاهی اندازه‌گیری و با مدل‌های تجربی موجود در این زمینه مقایسه گردید و مشخص شد که سامانه به خوبی قادر به پیش‌بینی نتایج است. ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی، عدد ناسلت و نرخ انتقال حرارت با استفاده از سامانه مذکور برای آب/اتیلن‌گلایکول با نسبت وزنی ۶۰ به ۴۰ و نیز نانوسیال با درصدهای مختلف از گرافن در دبی‌های مختلف بررسی گردید. نتایج مشخص ساخت که با افزودن ۱% وزنی گرافن به سیال پایه ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی حدود ۵۰% افزایش می‌یابد در حالیکه افت فشار نیز حدود ۵۰% افزایش نشان می‌دهد. در نهایت یافته‌های این پژوهش پتانسیل استفاده از سامانه آب/اتیلن‌گلایکول/گرافن را در تجهیزات سرمایشی/گرمایشی مورد تأیید قرار می‌دهد.
دوره ۶، شماره ۲۱ - ( ۴-۱۳۸۸ )
چکیده
چکیده
آب میوه ها به دلیل وجود ویتامین ها، پروتئینها و مواد آلی دیگر نسبت به عملیات تبخیر حساس بوده و به همین دلیل تبخیر آنها باید در تجهیزاتی صورت پذیرد که کمترین زمان اقامت و حداکثر راندمان را دارا باشند تا امکان تخریب اجزاء آن به حداقل برسد. وجود این خصیصه در تبخیرکننده های لوله ای فیلم ریزان و صعودی آنها را برای تغلیظ آب میوه بسیار مناسب ساخته است. در این تحقیق تغلیظ آب پرتقال بدست آمده از مناطق شمالی ایران در یک پایلوت نیمه صنعتی متشکل از یک تبخیرکننده دو مرحله ای حاوی فیلم ریزان و صعودی انجام داده و تغییرات ضخامت فیلم مایع، ضرایب انتقال حرارت و زمان اقامت سیال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که تغییرات ضخامت فیلم مایع، ضریب انتقال حرارت و خواص ئیدرودینامیکی و حرارتی سیال کاملاً در محدوده جریان آشفته است و می توان با انجام شش مرحله، آب میوه را به غلظت مناسب رساند و به حد استاندارد لازم برای نسبت غلظت کنسانتره به اسیدیته دست یافت.
محمدعلی اخوان بهابادی، حسین رمضان‌زاده،
دوره ۸، شماره ۱ - ( ۷-۱۳۸۷ )
چکیده
در تحقیق حاضر، مطالعه آزمایشگاهی درباره ضریب انتقال حرارت در جریان جوششی داخل لوله افقی صاف و همچنین لوله‌های افقی دارای سیم‌پیچ داخلی انجام شده است. دستگاه مورد استفاده در این بررسی، نوعی سیستم تبرید تراکمی بخار مجهز به کلیه وسایل اندازه‌گیری مورد نیاز است. تست اواپراتور این سیستم لوله‌ای به قطر داخلی mm۵/۷ است که مبرد a۱۳۴-R جاری در آن به‌وسیله گرمکن برقی گرم می‌شود. محدوده تغییرات سرعت جرمی مبرد در آزمایشها ۱۳۶-۵۴ و کیفیت بخار ۱-۲/۰ است. تحلیل داده‌ها نشان داد که نصب سیم‌پیچ در داخل لوله افقی می‌تواند ضریب انتقال حرارت را تا ۸۳% نسبت به لوله صاف مشابه افزایش دهد. همچنین این نتیجه حاصل شد که برای گام سیم‌پیچ یکسان و تحت سایر شرایط ثابت، ضخیم‌ترین سیم‌پیچ حداکثر افزایش انتقال حرارت را ایجاد خواهد کرد. بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده در این تحقیق، رابطه‌ای برای محاسبه ضریب انتقال حرارت در جوشش جریانی مبرد a۱۳۴-R در داخل لوله‌های با سیم‌پیچ به‌دست آمد که مقادیر محاسبه شده به‌وسیله آن برای بیشتر داده‌ها در محدوده ۲۵% مقادیر تجربی قرار می‌گیرد.
محمدحسن کیهانی، محمود شریعتی، محمود نوروزی،
دوره ۹، شماره ۱ - ( ۹-۱۳۸۸ )
چکیده
در این مقاله یک حل تحلیلی برای انتقال حرارت هدایتی در استوانه ساخته شده از مواد مرکب در شرایط پایدار ارائه شده است. حل دقیق ارائه شده، برای بررسی انتقال حرارت در مخازن و لوله‌های کامپوزیتی بسیار مفید است. در این تحقیق تانسور ضرایب هدایت حرارتی برای مواد مرکب معرفی شده و نحوه تعیین ضرایب از روی خواص الیاف و ماده زمینه بیان شده است. در ادامه، معادله انتقال حرارت در دستگاه مختصات استوانه‌ای برای مواد کامپوزیتی - در شرایطی که الیاف در هر لمینا به‌دور استوانه پیچیده شده – به‌دست آمده و به روش جداسازی متغیرها حل دقیقی برای این معادله در شرایط مرزی معینی ارائه شده است.
محسن نظری، سپیده رمضانی،
دوره ۱۱، شماره ۲ - ( ۶-۱۳۹۰ )
چکیده
در این مقاله، انتقال حرارت جابه جایی آزاد در یک محفظه مربعی بسته، باوجود یک مانع گرم مورد بررسی قرارگرفته است. برای حل معادله انرژی، از مدل حرارتی شبکه بولتزمن استفاده شده است. معادلات مومنتوم نیز با استفاده از اعمال نیروی حجمی در معادله بولتزمن استخراج شده اند. انتخاب نیروی حجمی در معادله بولتزمن به گونه ای است که معادلات ماکروسکوپیک حاکم بر انتقال حرارت جابه جایی طبیعی، با استفاده از بسط چاپمن- انسکاگ به دست می آیند. جریان سیال، دوبعدی و سیال مورد بررسی، هوا در نظر گرفته شده است. بررسی جریان سیال و انتقال حرارت برای نسبت های مختلف طول مانع به ابعاد حفره و همچنین با قرار دادن مانع در موقعیت های مختلف، برای اعداد گراشهف از ۱۰۳ تا ۱۰۵ انجام شده است. با افزایش عدد گراشهف، انتقال حرارت برای هر دو موقعیت افقی و عمودی مانع افزایش می یابد. با کاهش نسبت ابعاد مانع به حفره، انتقال حرارت کاهش یافته و برای موقعیت های عمودی مانع، انتقال حرارت نسبت به موقعیت های افقی مقدار بیشتری دارد. نتایج به دست آمده از روش شبکه بولتزمن، با نتایج و داده های موجود، مقایسه و اعتبارسنجی شده است. استفاده از شبکه بولتزمن به عنوان یک روش مسوسکوپیک، برای بررسی انتقال حرارت جابه جایی آزاد در حضور مانع گرم، برای اولین بار در این مقاله مطرح شده است.
نوید بزرگان، فرشاد پناهی زاده، نریمان بزرگان،
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۰ )
چکیده
در مقاله حاضر، از سه نمونه متفاوت اکسید آلومینیوم که از لحاظ خواص سطح، شکل و اندازه با هم تفاوت دارند به عنوان نانو ذرات در سوسپانسیون اتیلن گلیکول-اکسید آلومینیوم در محدوده غلظت های حجمی استفاده شده است. کاربرد نانو سیالات اتیلن گلیکول-اکسید آلومینیوم به عنوان سیال خنک کننده در یک مبدل حرارتی دولوله ای که باید یک محلول گرم را به میزان مشخصی خنک کند، تحت شرایط جریان آرام مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، روابط انتقال حرارت میان محلول گرم و نانو سیال به عنوان سیال خنک-کننده بررسی شده است. در ادامه سطح انتقال حرارت و دبی جرمی سیال خنک کننده با استفاده از نانو سیالات بهینه سازی شده است. در مقاله حاضر، ضریب انتقال حرارت، ضریب انتقال حرارت کلی، ضریب اصطکاک، افت فشار و توان پمپاژ لازم برای نانو سیالات اتیلن گلیکول- اکسید آلومینیوم محاسبه شده است.
دوره ۱۱، شماره ۴ - ( ۹-۱۳۹۰ )
چکیده
بتن ماده ای است که ذاتا" در برابر کشش، ضعیف است و به دلیل تغییر حجم ناشی از تغییر دما، در آن تنش های کششی
ظاهر می شود که در حالات بحرانی سبب بروز ترک می شود. به همین دلیل موضوع تنش های حرارتی و ترک های ناشی از آن در سدهای بتن غلتکی اهمیت ویژه ای دارد. از ویژگی هایی که در بررسی این مسئله بسیار مهم است ولی کمتر به آن توجه شده، لحاظ کردن تغییرات ضریب هدایت حرارتی و مدول الاستیسیته بتن نسبت به دما، تغییرات مقاومت بتن لایه ها نسبت به عمر آن ها، مدل سازی میزان تولید حرارت هیدراسیون سیمان به صورت متغیر با زمان، مدل سازی برنامه زمانی اجرای سد و در نظر گرفتن شرایط مرزی همرفت و تابش برای سطوح شامل تابش خورشیدی است. این پژوهش از موارد نادری است که در آن سعی شده به همه این ویژگی ها افزودن بر مسئله ی اثر حرارت محیطی، به طور هم زمان توجه شود تا با اعتماد بیشتری بتوان در مورد ساخت ایمن و اقتصادی این نوع سدها تصمیم گرفت. سرعت های مختلف اجرا، شروع اجرا در فصول گرم و سرد سال و توقف اجرا در ماههای سرد و گرم سال، پیش سرد کردن مصالح به عنوان پارامترهای مؤثر در نظر گرفته شده است. برای مدل سازی و تحلیل گذرا و همراه اندرکنش انتقال حرارت و توسعه تنش از نرم‌افزار المان محدود (انسیس ۱/۶) به گونه ای ویژه بهره گرفته شده است. از نتایج این پژوهش می توان به پایین بودن راندمان پیش سرد کردن، مؤثر بودن وقفه در ماههای گرم سال در کنترل ترک حرارتی و تأثیر ناچیز وقفه در ماه های غیر از فصل گرما در توزیع نهایی دما و بیشینه ی دمای بدنه سد اشاره کرد . همچنین اگر از یخ زدگی مصالح جلوگیری شود، شروع بتنریزی و اجرا در زمستان، نسبت به فصول دیگر مناسبتر است. بحرانیترین زمان شروع اجرای بتن ریزی،فصل گرما است.
مهدی صدیق، مهدی معرفت، مسعود میرزایی،
دوره ۱۲، شماره ۱ - ( ۲-۱۳۹۱ )
چکیده
مطالعه کمیتهای الکتروشیمیایی پیل سوختی ارتباط تنگاتنگی با تغییرات دما و غلظت مواد اولیه در ناحیه کاتالیست دارد. این کمیتها خود وابسته به پدیدههای انتقال جرم و انتقال حرارت در ناحیههای دیگر پیل است. در این مقاله از روش بولتزمن شبکهای به عنوان مدلی میکرو-مقیاس که در مسائلی همچون پیل سوختی از قابلیتهای محاسباتی مطلوبی برخوردار میباشد، استفاده شده است تا جریان سیالات و انتقال حرارت در مقطعی دو بعدی از کانال، صفحه دو قطبی، لایه انتشار گاز و کاتالیست سمت کاتد یک پیل سوختی از نوع غشای تبادل پروتون شبیه سازی شده و مشخصههای الکتروشیمیایی در کاتالیست کاتد تجزیه و تحلیل گردد. با ارائه روشی برای تخمین تغییرات غلظتها در طول کانال، آرایش کانال از نوع مارشکل در نظر گرفته شده است. نتایج نشاندهنده نقش اساسی صفحه دوقطبی در توزیع کمیتها در ناحیه کاتالیست است.
محسن نظری، محمد حسن کیهانی، اسماعیل شاکری نژاد،
دوره ۱۲، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۱ )
چکیده
در این مقاله به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی در یک ماده متخلخل، در حضور شار حرارتی بیو¬شیمیایی پرداخته می¬شود. در این بررسی، فرض می¬شود که محیط مورد نظر، یک محیط متخلخل همگن بوده و از مدل دارسی برای معادله مومنتوم استفاده می¬شود. محفظه حاوی ماده متخلخل، شامل دو جزء غلظت بوده که جزء اول توده زیستی و جزء دوم ماده مصرفی است. ماده مصرفی توسط توده زیستی مصرف می¬شود. ضمن مصرف این ماده توسط توده زیستی، واکنش شیمیایی صورت گرفته، گرما تولید می¬شود که این گرما تابعی از تغییرات غلظت جزء مصرفی در محیط می¬باشد. برای تکمیل معادلات حاکم، از مدل مونود برای بیان نرخ غلظت¬های مصرفی و تولیدی استفاده می¬شود. گرمای تولیدی، نرخ رشد غلظت توده زیستی، نرخ مصرف ماده مصرفی، توزیع دما در حفره و عدد ناسلت محلی روی دیواره برای ضرایب تخلخل متفاوت، مورد مطالعه قرار می¬گیرد. نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که افزایش نسبت تخلخل در محیط مورد مطالعه، باعث افزایش گرمای تولیدی بیوشیمیایی در محفظه می شود.
مهدیه آب روش، بهروز محمد کاری،
دوره ۱۲، شماره ۳ - ( ۶-۱۳۹۱ )
چکیده
یکی از عوامل تعیین کننده میزان مصرف انرژی در ساختمان، علاوه بر مشخصات حرارتی عناصر تشکیل دهنده پوسته خارجی، نحوه اتصال عناصر مختلف به یکدیگر در جزئیات اجرایی آن است. در صورت عدم رعایت ملاحظات لازم در این خصوص، پل های حرارتی قابل ملاحظه ای ایجاد می شود که می تواند اثربخشی عناصر مختلف پوسته را کاهش و میزان انتقال حرارت از پوسته خارجی را تا ۴۰ درصد افزایش دهد. در این مقاله ، به ارزیابی عملکرد حرارتی وضعیت های گوناگون نصب پنجره، شامل حالت های استفاده یا عدم استفاده از پیش قاب چوبی یا فولادی، برای نصب پنجره های دارای شیشه های دوجداره پرداخته شد. این محاسبات به کمک شبیه سازی مدل هایی در نرم افزار تِرم صورت گرفت. تحلیل و مقایسه پل های حرارتی ناشی از روش های گوناگون نصب پنجره، با محل استقرار متفاوت در یک دیوار نمونه با عایق کاری حرارتی از خارج، انجام شد. برای هر یک از حالت های نصب قاب پنجره در داخل جدار، ضریب انتقال حرارت خطی در وضعیت های گوناگون قرارگیری پنجره و پیش آمدگی عایق حرارتی روی پیش قاب محاسبه گردید، و تأثیر عوامل فوق بر روی انتقال حرارت برآورد شد. نتایج به دست آمده نشان می دهند جزئیات اجرایی نصب پنجره، محل قرارگیری پروفیل و همچنین نحوه و میزان عایق کاری حرارتی اطراف پروفیل پنجره نقشی تعیین کننده بر عملکرد حرارتی جدار دارد.
محمد محسن شاه مردان، محسن نظری، سبحان مصیبی درچه،
دوره ۱۲، شماره ۴ - ( ۸-۱۳۹۱ )
چکیده
در این مقاله، انتقال حرارت هدایت بین دو صفحه ی موازی، حاوی چند لایه متخلخل متفاوت با در نظر گرفتن تولید حرارت داخلی تحت شرایط عدم تعادل حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است. شرایط مرزی در صفحات بالا و پایین به صورت دما ثابت در نظر گرفته شده است. ابتدا، معادله انتقال حرارت در هر لایه برای فازهای جامد و سیال استخراج شده و سپس با در نظر گرفتن شرایط مرزی حرارتی در هر لایه، نسبت به حل تحلیلی معادلات انتقال حرارت اقدام شده است. حل تحلیلی ارائه شده، حالت عمومی دارد و برای هر تعداد لایه متخلخل با ضخامت های مختلف معتبر می باشد. نتایج این تحقیق، تاثیرات نسبت های تخلخل هر لایه، ضرایب هدایت حرارتی سیال و جامد و همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی در مقیاس حفره را بر توزیع دما و اختلاف دمای بین دو فاز سیال و جامد نشان می دهد.
مصطفی خسروی الحسینی، داود رحیم یار هریس، قارن درستی حسنکیاده،
دوره ۱۲، شماره ۶ - ( ۱۲-۱۳۹۱ )
چکیده
این تحقیق به بررسی تقریب مناسب برای تعیین واگرایی شار حرارتی تشعشعی و تاثیر خطای محاسبات بر عملکرد مشعل متخلخل پرداخته است. بدین منظور از دو نمونه مشعل متخلخل تک لایه ای و دولایه ای در شبیه سازی عددی مشعلی با شعله مدفون استفاده شده است. به دلیل اختلاف چشمگیر دمای ماتریس جامد و سیال عبوری خصوصا در ناحیه شعله درون مشعلهای متخلخل، معادلات انرژی در حالت عدم تعادل حرارتی در نظر گرفته شده اند و جهت مدلسازی احتراق از سینتیک کامل احتراقی گاز متان استفاده شده است. از آنجا که از اثر مرزهای جانبی چشم پوشی شده، هندسه مشعل متخلخل در حالت یک بعدی در نظر گرفته شده است تا بتوان حل تحلیلی انتقال حرارت تشعشعی را ارائه نمود. نتایج نشان داده روشهای جهت های تفکیک شده کاملا مشابه روش احجام محدود رفتار می نمایند و بهترین شرایط در تقریب ۸ جهت متصور است و جهت های کمتر فاقد دقت مناسب می باشند و جهتهای بیشتر هزینه محاسبات را افزایش می دهند بدون آنکه تاثیری قابل توجهی بر افزایش دقت داشته باشند. همچنین تقریب دو شار و روسلند نیز فاقد اعتبار در مدلسازی مشعل متخلخل می باشند.
جواد محمدپور، مهران رجبی زرگرآبادی، هادی احمدی،
دوره ۱۳، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۲ )
چکیده
این مقاله در مورد اثر نوسان های مربعی (ضربانی) بر روی جریان و انتقال حرارت آشفته یک جت شیاری برخوردی به سطح مقعر بحث می کند. در این راستا تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت آشفته در یک جت دو بعدی با استفاده از مدل RNG-K-ε انجام شده است. اثرات عدد رینولدز جت، فاصله جت تا مرکز سطح برخورد و فرکانس نوسانات بر توزیع متوسط زمانی عدد ناسلت سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در مقایسه با جت پایا، استفاده از جت نوسانی در محدوده فرکانس ۱۰ تا ۵۰ هرتز باعث افزایش میانگین انتقال حرارت از سطح می شود. افزایش عدد رینولدز در محدوده ۴۷۴۰ تا ۹۵۹۰ نیز به طور قابل توجهی منجر به بالا رفتن متوسط زمانی عدد ناسلت می شود. همچنین در جت پایا، کاهش فاصله جت تا صفحه منجر به افزایش محسوس عدد ناسلت در ناحیه برخورد می شود. این در حالی است که درجت نوسانی، کاهش فاصله جت تا سطح مقعر منجر به تغییرات عدد ناسلت در سراسر سطح برخورد مقعر می شود.
قارن درستی حسنکیاده، داود رحیم یار هریس، مصطفی خسروی الحسینی،
دوره ۱۳، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله مسئله انتقال حرارت مرکب جابجایی آزاد و تشعشع در محفظه متخلخل چهار گوش در شرط عدم تعادل حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق جهت حل معادله انتقال تشعشع از روش راستاهای مجزا و جهت حل معادلات ممنتوم و انرژی از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصل از تحقیق حاضر با مراجع پیشین که از مدل¬های دیگر جهت حل معادله انتقال تشعشع استفاده کرده اند مورد مقایسه قرار گرفته است. اثر پارامترهای حاکم بر مسئله از قبیل عدد پلانک، ضریب انتقال حرارت بی¬بعد و نسبت پراکنش بر رفتار جریان و انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته و نتایج به صورت گروه اعداد بی بعد ارائه شده است. نتایج نشان می¬دهد افزایش عدد پلانک سبب افزایش دمای محیط متخلخل و سرعت سیال می شود. با افزایش نسبت پراکنش توزیع دما هموارتر و افزایش ضریب انتقال حرارت بدون بعد سبب افزایش سرعت جریان در محفظه می¬گردد.
محمد حسن کیهانی، امین امیری دلوئی،
دوره ۱۳، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۲ )
چکیده
در مطالعه حاضر مساله انتقال حرارت دو بعدی نامتقارن در یک استوانه کامپوزیتی چند لایه به صورت تحلیلی بررسی گردیده است. شرایط مرزی در نظر گرفته شده در کلی ترین حالت (خطی) ممکن قرار دارد که می تواند تمامی مکانیزم های جابجایی، هدایت و تشعشع را در بر گیرد. الیاف تحت زاویه مشخصی به دور استوانه پیچیده شده اند به نحوی که زاویه الیاف و جنس مواد کامپوزیتی بکار رفته شده می تواند لایه به لایه تغییر کند. معادلات حاکم بر هدایت اورتوتروپیک استخراج گردیده و سپس با استفاده از روش دقیق جداسازی متغیرها، سری توزیع دما در هر لایه بدست آمده است. با اعمال شرایط مرزی کلی داخلی و بیرونی استوانه و همچنین برقراری شرایط پیوستگی دما و شار حرارت در مرز بین هر جفت از لایه ها، سه دستگاه معادلات مستقل برای بدست آوردن ضرایب مجهول سری دما ساخته شده اند. با استفاده از روابط توابع متعامد و الگوریتم توماس این دستگاه های معادلات حل گردیده و روابطی بازگشتی و تحلیلی برای محاسبه ضرایب مجهول ارائه گردیده است. تاثیر پارامترهای طراحی، زاویه الیاف و جنس لایه ها، روی توزیع دما با استفاده از دو مثال عملی شامل شرایط مرزی پیچیده، بررسی و مقایسه شده است.
مسعود خراتی کوپایی، امیر امیدوار، ایمان جلوداری،
دوره ۱۳، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۲ )
چکیده
در این تحقیق، صحت فرض خواص ترموفیزیکی مستقل از دما برای نانو سیال آب-اکسید آلومینیوم در انتقال حرارت جابجایی آزاد درون حفره بررسی شده است. محاسبات به روش عددی و بر اساس حجم محدود و الگوریتم سیمپل انجام شده است. نتایج برخی با روابط موجود برای حفره مقایسه شده است. به منظور ارزیابی عملکرد حرارتی حفره، مقدار متوسط عدد ناسلت روی دیواره گرم در دو حالت، یکی خواص ترموفیزیکی مستقل از دما و در دمای میانگین حفره و دیگری خواص متغیر با دما، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در تمام کسر حجمی های در نظر گرفته شده و در اختلاف دمای کمتر از ۵ درجه سانتیگراد، میزان اختلاف در عدد ناسلت در حالتی که خواص مستقل از دما در نظر گرفته شده اند در مقایسه با حالتی که خواص تابعی از دما باشند کمتر از ۱۰ درصد است. با افزایش اختلاف دما، اختلاف بین عدد ناسلت در دو حالت افزایش یافته و با افزایش کسر حجمی، این اختلاف بیشتر می شود. نتایج همچنین نشان می¬دهد که درصد خطای محاسباتی ناشی از ثابت فرض کردن خواص ترموفیزیکی و محاسبه آنها در دمای میانگین حفره تنها به اختلاف دمای دیوارهای سرد و گرم وابسته است.
محسن نظری، محمد حسن کیهانی، آلاله انارکی حاجی باقری،
دوره ۱۳، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله به بررسی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه دارای لایه متخلخل میانی با استفاده از روش شبکه بولتزمن پرداخته می¬شود. روش شبکه بولتزمن به کار رفته براساس معادلات تعمیم یافته ناویر-استوکس با در نظر گرفتن تمام نیروهای وارد بر سیال و نیز نیروی درگ حاصل از ماتریس جامد می باشد. نتایج این تحقیق، شامل بررسی اثرات پارامترهای بی بعد حاکم بر مسئله از جمله عدد رایلی، عدد دارسی، ضریب تخلخل ماده متخلخل و نیز بررسی اثر موقعیت لایه متخلخل میانی در دو حالت عمودی و افقی بر جریان سیال و میزان انتقال حرارت در محفظه می باشد. اثرات تغییر عدد بی بعد دارسی و رایلی نیز به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته و عدد بدون بعد رایلی اصلاح شده در حالت وجود لایه متخلخل محلی معرفی می شود. با تغییر این عدد بی بعد، رژیم غالب انتقال حرارت در لایه متخلخل می¬تواند به صورت مکانیزم هدایتی تا جابجایی تغییر کند. همچنین با توجه به تغییرات عدد ناسلت متوسط مشاهده گردید که میزان انتقال حرارت در محفظه در حالتی که لایه متخلخل میانی بصورت عمودی در محفظه قرار می¬گیرد، بالاتر است.
حجت خزیمه نژاد، سید علی میربزرگی،
دوره ۱۳، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۲ )
چکیده
در مقاله حاضر با اجرای یک شبیه¬سازی دو بعدی، انتقال حرارت از یک استوانه داغ به یک محفظه بسته مربعی سرد به طور پارامتری مطالعه و اثر تغییر قطر استوانه بر نرخ این انتقال حرارت بررسی شده است.معادلات دوبعدی حاکم با استفاده از روش حجم محدود و حلگر TDMA به صورت ADI برای قطرهای مختلف استوانه درون یک محفظه بسته مربعی با طول مشخصه ثابت در دو عدد رایلی ۱۰۴ و ۱۰۵ حل گردیده است. نتایج به دست آمده ازاین حل نشان داد که الگوهای خطوط جریان، دما و مقادیر عدد ناسلت به عدد رایلی و نیز نسبت قطر استوانه به طول مشخصه محفظه R/H)۲( وابسته هستند. در این حالت مراکز گردابه¬های ایجاد شده در اطراف استوانه درنیمه پایین محفظه در نسبت ۴/۰R/H=۲ برای رایلی ۱۰۴و در نسبت ۵/۰R/H=۲ برای رایلی ۱۰۵ ظاهر شده¬اند.همچنین مشاهده شد با افزایش عدد رایلی و نسبت R/H۲، نرخ انتقال حرارت از محفظه نیز افزایش می¬یابد.به عنوان مثال، در نسبت ۵/۰R/H=۲ با افزایش عدد رایلی از ۱۰۴ به ۱۰۵ ناسلت متوسط حدود ۳۰ درصد میزان اولیه و در رایلی ۱۰۵ با تغییر نسبت R/H۲ از ۲/۰ به ۵/۰ ناسلت متوسط حدود ۳۵ درصد میزان اولیه افزایش می¬یابد.
محسن نظری، حسنی شکری،
دوره ۱۳، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۲ )
چکیده
چکیده- در این مقاله، انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد دو¬بعدی در محفظه¬ی بسته به شکل نیم¬بیضی با استفاده از روش بولتزمن شبکه¬ای مورد بررسی قرار گرفته است. عدد پرانتل برابر ۷۱/۰ و متناسب با سیال عامل هوا در نظر گرفته شده است. بررسی جریان و انتقال حرارت برای نسبت های مختلف ارتفاع به پهنای محفظه و برای اعداد رایلی۱۰۴ تا ۱۰۶ انجام شده است. نتایج نشان می¬دهد با افزایش نسبت ارتفاع به پهنا، انتقال حرارت در اعداد رایلی پایین، کاهش و در اعداد رایلی بالا، افزایش خواهد یافت. نتایج بدست آمده از روش بولتزمن شبکه¬ای، با نتایج و داده های موجود، مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می¬دهند روش بولتزمن شبکه¬ای به خوبی قادر به شبیه¬سازی جریان و انتقال حرارت در محفظه¬های پیچیده از این دست است. بررسی انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد در محفظه نیم بیضی و به ویژه با استفاده از شرط مرزی مرتبه دوم روی سطوح منحنی با استفاده از روش بولتزمن شبکه¬ای از نوآوری های مقاله پیش رو است.
