Skip to main content
SUPERVISOR
AliAkbar AlemRajabi,Ebrahim Shirani
علی اکبر عالم رجبی (استاد راهنما) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadreza Nazariamnieh
محمدرضا نظری امنیه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1379
Heat transfer and pressure drop for a 3D flow in a pipe which is equipped with one or few inserts is numerically investigated. The Reynolds number for the flow ranges between 450 to 1800 for laminar and 3000 to 45000 for turbulent flow and the Prandtle number is 0.72. In laminar flow insert are inter-connected by a thin rod and kept in the center of the pipe. In turbulent flow inserts are connected to the wall. The number of inserts, the distance between them and their axial length are the variables and their effects on the heat transfer and pressure drop are investigated. Finite volume method is employed to transfer the govening equations into algebraic ones. To evalutae simultaneous effect of inserts on heat transfer and pressure drop, an overall enhanncement ratio (OER) is introduced and applied. The results show that in many cases, thinner ierts lead to a better OERs. Also in lamiar flow, the shape of the inserts is effective on the ORE. In turbulent flow longitudinal vortices near the wall more effects in heat transfer. Key Words: heat transfer enhancement, pressure drop, numerical method, tube inserts
حل عددی جریان سه بعدی همراه با انتقال حرارت در یک لوله با الحاق قطعاتی در آن که توسط میله نازکی بهم وصل شده اند در اعداد رینولدز مختلف در دو حالت آرامو آشفتهانجام شده است. این تحقیق اطلاعاتی راجع به شکل جریان و محاسبه انتقال حرارت و افت فشار برای رینولدز های مختلف را بدست میدهد. در این حل تاثیر ملحقه ها بر روی افزایش انتقال حرارت و افت فشار مورد تحقیق قرار گرفته شده است. همچنین اثر تعداد ملحقه ها و فاصله آنها از هم و ضخامت ملحقه ها نیز بررسی شده است. از روش حجم محدود برای انتقال معادلات به روابط جبری استفاده شده است. روش سیمپل سی برای تصحیح فشار مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجائی که اکثر مدل های آشفته رینولدز پایین شامل تابع تعدیل ویسکوزیته در عبارت ادی-ویسکوزیته برای تصحیح رفتار نامناسب فرمول ادی-ویسکوزیته در نزدیکی دیوار هستند و این تابع تعدیل اغلب باعث ناپایداری حل عددی می شود، لذا در حل عددی جریان آشفته از یک مدل چهار معادله ای استفاده شده است. این مدل ترکیبی از مدل( f یک معادله بیضوی برای اثرات دیواره بوده و ترم چشمهاست.) و مدل ویلکوکس است. این مدل توسط دربین پیشنهاد گردید. با انتخاب تنش آشفته در جهت عمود بر دیواره که بعنوان مقیاس سرعت بجای انرژی جنبشی آشفته k در نظر گرفته شده، از تابع تعدیل صرفنظر می شود . تمام مدل هایفعلی بر مبنای این مدلبنا شده است. با وجود اینکه تمام مدل ها کارایی خوبی را در بسیاری از کاربردهای مهندسی نشان داده اند، اما دو اشکال عمده در آنها وجود دارد. اشکال اول این است که برای شبکه های مناسب نزدیک دیواره حل عددی ناپایدار می شود. اشکال دوم غیر مطمئن بودن شرط مرزی دیوارهاست. در این رساله برای افزایش راندمان حرارتی مبدل ها در جریان آشفته از ملحقه جدیدی به شکل قطاعی از یک دیسک استفاده شده است. نتایج حاصل از حل عددی جریان آشفته با استفاده از مدل جدید نشان می دهند که انتخاب این نوع ملحقه نسبت به سایر ملحقه های مورد استفاده در جریان آشفته به نسبت بهتر است. این نتیجه با ایجاد گردابه های طولی حاصل از جریان آشفته عبوری از ملحقه قطاعی حاصل شده است . در نهایت می توان گفت که تولید گردابه های طولیدر جریان آشفته در مجاورت دیواره لوله تاثیر بسیار زیادی در افزایش انتقال حرارت دارد. بعنوان نمونه افزایش نوسلت متوسط به واسطه یک دیسک توخالی در لوله 6/1 برابرنوسلت متوسط در لوله خالی بدست آمده در حالی که برای قطاع 90 درجه از همین دیسک مقدار افزایش عدد نوسلت متوسط نسبت به عدد نوسلت متوسط لوله خالی 6/2 برابر شده است. نتایج جریان آشفته روی ملحقه قطاعی نشان میدهند که عدد نوسلت بین 6/2 تا حدود 2/4 برابر عدد نوسلت لوله خالی افزایش مییابد واژه‌های کلیدی: انتقال حرارت، افت فشار، ملحقه، مدل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی