Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen DavazdahEmami,Mahmood Meratian isfahani,Masoud Panepour
محسن دوازده امامی (استاد مشاور) محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما) مسعود پنجه پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sepideh Dabbaghi varnoosfaderani
سپیده دباغی ورنوسفادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Study of the Effect of Characteristics Metal Foams on Coefficients of Organ Equation
Foam is called the distribution of gaseous phase in a liquid or solid phase. But the foam, in fact, is the solid material that have a cellular structure and for high porosity materials most commonly called sponge. Such properties that noted for foams is high porosity, low pressure drop, high thermal conductivity and mass transfer coefficient. So the aim of this study was to measure the mass transfer coefficients and parameters affecting it. As one of the important terms in the mass convection is fluid flow, the fluid flow and geometric parameters influencing it investigated and then the impact of these geometric factors on mass transfer coefficient were identified. For this reason foams at different length, percent porosity and pore diameter were built in Geodict software and then the fluid flow was simulated by using Computational Fluid Dynamics. The results showed that at fixed pore diameter by changing the porosity the velocity of fluid flow within the foam were increased. The increase depending on the porosity of between 6% and 50%, respectively. Also by study the effect of foam length was observed that with the increasing foam length, pressure gradient has decrease up to the critical length value and then it was constant. In fact it was shown that when the critical length to pore diameter ratio is more than 20, the pressure gradient were constant. On the other hand, that the porosity does not affect on the amount of this critical length but change of the pore diameter has a significant effect the critical length. Change of foam length cause the changes Darcy and non-Darcy coefficient in Forchheimer equation. Therefore the mathematical relationship to change the coefficients based on geometrical parameters was presented. The incompatibility average of this coefficient with simulated number is 7% for Darcy coefficient and 10% for non-Darcy coefficient. Also in study of mass transfer coefficient in foam was observed by inceasing the flow velocity, the mass boundary layer thickness decrease and this factor cause increasing the mass transfer coefficient and other words, by increasing flow velocity the Sherwood number were increased. Also, regarding the effect of geometrical parameters on the boundary layer thickness or the mass transfer coefficient was observed that the porosity does not have much effect on the thickness of the boundary layer. However, the effect of the change pore diameter on this boundary layer thickness was extremely large.
فوم، توزیع فاز گازی درون یک فاز مایع یا جامد نامیده می شود. اما منظور از فوم، در واقع همان مواد جامد دارای ساختار سلولی می باشد که برای مواد دارای تخلخل بالا، معمولا واژه اسفنج بکار برده می شود. از جمله خواص فوم ها می توان به تخلخل بالا، افت فشار پایین، ضریب هدایت حرارتی و ضریب انتقال جرم بالا اشاره کرد. لذا هدف در این تحقیق اندازه گیری ضریب انتقال جرم و بررسی پارامتر های تاثیر گذار بر آن است. از آن جایی که یکی از ترم های مهم در انتقال جرم جا به جایی جریان سیال است، ابتدا جریان سیال و پارامتر های هندسی تاثیر گذار بر آن بررسی شد و سپس تاثیر این عوامل هندسی بر ضریب انتقال جرم مشخص شد. برای این هدف ابتدا فوم هایی با طول، درصد و قطر تخلخل مختلف در نرم افزار جئودیکت ساخته و سپس به روش دینامیک سیالات محاسباتی جریان سیال در آن ها شبیه سازی شد. نتایج حاکی از آن بود که در قطر تخلخل ثابت، با تغییر درصد تخلخل سرعت جریان سیال در بدو ورود به فوم افزایش یافت. این افزایش بسته به درصد تخلخل بین 6% تا 50% بود. همچنین در بررسی اثر طول فوم مشاهده شد که با افزایش طول فوم، گرادیان فشار تا یک مقدار طول بحرانی کاهش و سپس ثابت می شود. مشاهده شد که اگر نسبت طول بحرانی به قطر حفره بیشتر از 20 باشد، گرادیان فشار ثابت می شود. نتایج همچنین نشان دادند که درصد تخلخل تاثیری بر میزان این طول ندارد اما تغییر قطر تخلخل اثر بسزایی بر میزان طول بحرانی دارد. تغییر طول نمونه باعث تغییرات ضریب دارسی و غیر دارسی در معادله فورچیمر شد. بهمین علت رابطه ریاضی منطقی برای تغییرات این ضرایب بر حسب پارامتر های هندسی ارائه شد. میانگین عدم تطابق این ضرایب با اعداد حاصل از شبیه سازی 7% برای ضریب دارسی و 10% برای ضریب غیر دارسی بود. همچنین در بررسی ضریب انتقال جرم در فوم مشاهده شد که ضخامت لایه مرزی جرمی با افزایش سرعت، کاهش می یابد و همین عامل باعث افزایش ضریب انتقال جرم و در نتیجه افزایش عدد شروود با افزایش سرعت می شود. در بررسی تاثیر عوامل هندسی بر لایه مرزی یا همان ضریب انتقال جرم، مشاهده شد که تغییر درصد تخلخل تاثیر چندانی بر ضخامت لایه مرزی ندارد. این در حالی است که اثر تغییر قطر تخلخل بر ضخامت این لایه شدت زیادی دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی