Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen DavazdahEmami,Masoud Panepour,Mahmood Meratian isfahani
محسن دوازده امامي (استاد مشاور) مسعود پنجه پور (استاد راهنما) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azadeh Jafarizadeh Dehaghani
آزاده جعفري زاده دهاقاني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Numerical simulation of transfer of phenomena in porous media parameters affecting metal foam
Numerical simulation of traort phenomena in porous media parameters affecting metal Foam is the solid material with call structure of pore, which is recognize as “ spong”. High porouse, low pressure drope, highe thermal coefficient, and germ transition coefficient are example of foam specifications. On the other hand, physical and chemical specifications of fomas, have resulted in acknowledgeing foams as one of the main elements in desining and producing thermal transformation and catalistic materials. The porouse of presnt study is to investigate the fluide flow of thermal transfer in relation to air current with 500 K of aluminium foams( with variouse porouse percentage of 76-96 and variouse diameter of 100-500 micrometere) with 300 K. Since one of the important terms in thermal transfer is the fliude flow and geometrical parameters investigating the fluide flow affecting the fliude flow and geometrical parameres on thermal transfer was determined. For this purpose, in order to check the effect of geometrical parameters on fluide flow, two procedures were applied. In the first one, real geometry of fome was used in a way that foams with varouse porouse perecentage and Computational Fluide Dynamic method, the fluide flow with entering speeds of 1-8 m\\s was resembled. The results of thid study show that applying of real geometry is an appropriate method to chek the effect the pressure drop, since formula was presented ( ? P/L= ?v + ?v 2 ) of calculated and time of calculations. Hence, in second method simpler geometry wad made wihe Ansyse Work Bench software and geometrical parameters were taken in Source terms equtions using the equation of first methpde. The results of second methods show sensible decreased in volume and time of calculations. Forther, first method made it in possible to study extermal thermal transfer in foams. Therefore, mathematical reasonable formula was presented for alterations of Nuselt number according to Reynolds and strauctual parameter of foam Nu=0.302 Re 0.496 ((1-?)/?)) -0.519 (dp/dt) -8.22 .Thus, mathematical formulas foraverage of thermal transfer coefficient was presntde ased On speed ( h ave =C+?v+Bv 2 ) .Large amount of calculation of first method sensibly decreated by applying second method and thermal transfer coefficient equation obtained from first method. Forthrmore results obtained from second method have an ideal accuracy in anticipation of the thermal transfer in comparition with the first method. Therefore neglect of the complexity of foam geometry and its difficulties, with finding mentioned mathematical models, it could be possible to interesting and forcast their act in transferring the heat and fluide flow in real scale with less calculating size. Key word ; Key word ; foam, Simulation, computational fluide dynamic, haet and fluide transfer, source term equations.
منظور از فوم در واقع همان مواد جامد با ساختار سلولي از تخلخل (يا حفره ها) است که معمولا آن ها را با واژه اسفنج مي شناسند. از جمله خواص فوم ها مي توان به تخلخل بالا، افت فشار پايين، ضريب هدايت حرارتي و ضريب انتقال جرم بالا اشاره کرد. از طرفي خصوصيات فيزيکي و شيميايي فوم ها سبب شده اين مواد به‌عنوان يکي از ارکان اصلي در طراحي و ساخت مبدل هاي حرارتي و پايه کاتاليزورها شناخته شوند. لذا هدف در اين تحقيق بررسي جريان سيال و انتقال حرارت در رابطه با عبور جريان هوا با دماي 500 درجه کلوين از فوم آلومينيومي (با درصد تخلخل هاي مختلف 96-76 درصد و اندازه قطرهاي مختلف 500-100 ميکرومتر) با دماي 300 درجه کلوين است. از آن جايي که يکي از ترم هاي مهم در انتقال حرارت بررسي جريان سيال مي باشد، ابتدا جريان سيال و پارامتر هاي هندسي تأثيرگذار بر آن مورد بررسي قرار گرفته و سپس تاثير اين عوامل بر ضريب انتقال حرارت تعيين گرديد. بدين منظور براي بررسي اثر پارامترهاي هندسي بر جريان سيال از دو روش استفاده شد. در روش اول از هندسه واقعي فوم استفاده شد به‌گونه‌اي که فوم هايي با درصد و قطر تخلخل مختلف در نرم افزار جئوديکت ساخته شد و سپس به روش ديناميک سيالات محاسباتي جريان سيال با سرعت هاي ورودي 8-1/0 متر بر ثانيه در آن‌ها شبيه‌سازي شد. نتايج حاکي از آن بود که استفاده از هندسه واقعي فوم روش مطلوبي براي بررسي اثرات پارامترهاي ساختاري بر جريان سيال است. همچنين براي محاسبه گراديان فشار رابطه اي به‌صورت ( ? P/L= ?v + ?v 2 ) ارائه گرديد. ولي پيچيدگي هاي ساختاري فوم سبب افزايش حجم شبکه محاسباتي و زمان انجام محاسبات مي شود. لذا در روش دوم هندسه ساده تر با نرم افزار انسيس ورک بنچ ساخته شد و پارامترهاي هندسي با استفاده از رابطه بدست آمده از روش اول، در ترم چشمه معادلات بقا آورده شد. نتايج حاصل از روش دوم نشان دهنده کاهش محسوس حجم و زمان انجام محاسبات است. همچنين با استفاده از روش اول امکان بررسي موضعي ميزان انتقال حرارت در فوم فراهم شد. به همين علت رابطه رياضي منطقي براي تغييرات عدد ناسلت بر حسب رينولدز و پارامترهاي ساختاري فوم ارائه شد ) N u=0.302 Re 0.496 ((1- ? )/ ? )) -0.519 (dp/dt) -8.22 .(. همچنين معادلات رياضي براي ضريب انتقال حرارت جا به جايي متوسط بر حسب سرعت به‌صورت (( h ave =C+ ? v+Bv 2 ارائه گرديد. حجم زياد محاسبات روش اول با استفاده از روش دوم و معادلات ضريب انتقال حرارت جا به جايي متوسط بدست آمده از روش اول به صورت محسوسي کاهش يافت. همچنين نتايج حاصل از روش دوم در پيش‌بيني ميزان انتقال حرارت دقت قابل قبولي در مقايسه با روش اول دارد. بنابراين با بدست آمدن مدل هاي رياضي مذکور مي توان صرف‌نظر از پيچيدگي هاي موجود در هندسه فوم و نيز مشکلات مربوط به آن، رفتار آن ها را در خصوص انتقال حرارت و جريان سيال در مقياس واقعي با حجم محاسباتي کمتر مورد بررسي و پيش بيني قرار داد. کلمات کليدي: فوم، شبيه‌سازي، ديناميک سيالات محاسباتي، انتقال حرارت و سيال، ترم چشمه معادلات بقا.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی