عنوان پایان‌نامه
بررسی روش های مختلف محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد محلی برروی اجسام متقارن محوری با استفاده از تداخل سنجی لیزری
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1471;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40031
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- محمد گوهرخواه
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در این پایان نامه روش های مختلف تحلیل اینترفروگرام در حالت فرینج مرجع برای محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد بر روی اجسام متقارن محوری مورد مطالعه قرار گرفته است تا به این وسیله کارآیی و دقت هرکدام از این روشها مشخص گردد.. برای این منظور چند روش مختلف انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی تجربی هرکدام از این روش ها آزمایشی بر روی استوانه عمودی همدما صورت گرفته و در سه دمای سطح مختلف، با استفاده از هرکدام از این روش ها توزیع دما در سطح مقطع های مختلف از استوانه و محیط اطراف آن بدست آمده است. سپس با استفاده از گرادیان های دما درروی سطح، ضریب جابجایی آزاد در نقاط مختلف روی استوانه و برای دماهای مختلف بدست آمده است. نتایج تجربی هرکدام از روش ها با مراجع مختلف مقایسه و خطای نسبی میانگین هر روش محاسبه شده است. در برخی روش ها، نوع منحنی برازش جابجایی فرینج تاثیر بسیار زیادی بر روی توزیع دما دارد. در این مطالعه، با در نظر گرفتن منحنی های مختلف برای جابجایی فرینج این تاثیر نیز بطور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. قسمت دوم پایان نامه برروی یافتن تغییرات محلی و متوسط ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد برروی مخازن ذخیره سازی متشکل از مخروط متصل به استوانه ای عمودی واقع بر روی صفحه صاف متمرکز شده است. این مطالعه شامل مطالعات تجربی و عددی است. مطالعات تجربی بر پایه روش تداخل سنجی ماخ-زندر استوار می باشد. همچنین در مطالعه عددی از نرم افزار فلوئنت و از گمبیت برای مدلسازی و حل استفاده شده است. در این بخش اثر زاویه راس و دماهای مختلف سطح بر روی انتقال حرارت جابجایی آزاد مورد بررسی قرار گرفته شده است. چهار زاویه راس مختلف در این مطالعه در نظر گرفته شده است که عبارتند از(?=60, 90, 120, 150 deg): همچنین برای هر جسم در هفت اختلاف دمای(dT=30, 45, 60, 75, 90, 105, 120?C) ضرایب جابجایی آزاد با استفاده از روشی که در قسمت اول به عنوان بهترین و کاراترین روش معرفی شده است، محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش دمای سطح مقدار ضریب انتقال حرارت متوسط افزایش می یابد درحالی که ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد متوسط رابطه ای معکوس با زاویه رأس مخروط دارد.
- Abstract
- An experimental study using a Mach- Zhender interferometer has been carried out in order to investigate the accuracy of four different methods of interferogram analysis for obtaining free convection heat transfer coefficient on heated axisymmetric objects. Different methods of reference fringe interferogram analysis can be categorized as classical and transform methods. Classical methods are also divided into two groups according to the equations which are based upon. Experiments have been carried out on a vertical isothermal cylinder in air with three different surface temperatures. Four methods of interferogram analysis which are three classical and a transform method have been used to calculate the temperature distributions and the local free convection heat transfer coefficients at different cross sections. In order to investigate the accuracy of the methods, experimental values of the local heat transfer coefficient have been compared with the analytical solution and the mean relative error of each method has been obtained. Results show that the transform method is the most accurate one with the shortest solution time. It is also shown that assuming more complex functions for variation of index of refraction in the classical methods could lead to more accurate results. In the second part of the thesis, natural convection heat transfer from an isothermal combined geometry which consists of a cone and a vertical cylinder located on a flat plate has been studied experimentally. In order to investigate the effect of vertex angle on heat transfer from this geometry, studies have been carried out for four different vertex angles (?=60, 90, 120, 150 deg). The local and average Nusselt numbers have been determined for different Rayleigh numbers using the transform method.
