عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی و عددی انتقال حرارت جابجایی مختلط در جت طولی برخورد کننده به صفحه عمودی دما ثا بت
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1464;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39956
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- کاوه حبیبی
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در این پایان‌نامه به بررسی تجربی و عددی انتقال حرارت جابجایی مختلط از روی صفحه تخت عمودی در اثر برخورد جت هوای طولی قائم پرداخته می شود. صفحه عمودی در دمای ثابت( دارای اختلاف دمای مشخص نسبت به محیط و جت) نگه داشته میشود. جت طولی همدما با محیط بوده و به شکل قائم به صفحه برخورد می کند. مطالعه تجربی بکمک روش تداخل سنج نوری ماک - زندر (روش مستقیم تعیین گرادیان دما) و مطالعه عددی بکمک نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت انجام شده است. در بررسی تجربی، متغیر های مسأله عبارتند از فاصله نازل از لبه صفحه تخت (Y)، فاصله نازل از صفحه تخت هدف (Z) و عدد رینولدز( ). در بررسی عددی الگوی جریان نیز مشخص میگردد. در بررسی تجربی، پارامتر دیگری که ثابت فرض میشود، پهنای نازل است که مقدار آن 5 میلیمتر ثابت شده است. با بی بعد سازی معادلات مومنتوم و انرژی مشخص میگردد که عدد رینولدز و رایلی به طور همزمان و در قالب عدد بدون بعد ریچاردسون روی معادلات حاکم و نهایتاً ضریب موضعی انتقال حرارت تأثیر می گذارند. در این تحقیق عدد رینولدز در محدوده 92 تا 553 ، عدد ریچاردسون در محدوده 01/0 تا 4/0، Y را معادل 2، 4، 6 و 8 برابر پهنای نازل و Z را 3 و5 برابر پهنای نازل در نظر گرفتیم.به منظور اطمینان از صحت انجام آزمایش ها، انتقال حرارت جابجایی آزاد از روی صفحه تخت عمودی به روش حاضر با نتایج تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج تجربی و عددی نشان می دهد که به دلیل شدت کم جت برخورد کننده، جابجایی آزاد نیز مانند جریان جت دارای اهمیت بوده و رژیم جریان را تحت تأثیر قرار می دهد. این مسأله باعث تغییر مسیر جت هوا نسبت به محور مرکزی نازل می گردد . تغییرات نقطه برخوردجت با صفحه در بخش دیگر این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است. از موارد دیگر بررسی شده در این پایان نامه، تعیین دبی و یا عدد رینولدز بحرانی مربوط به جابجایی اجباری است که در دبی های بیش از آن، تأثیر جابجایی آزاد بسیار ناچیز است.
- Abstract
- This paper deals with the experimental and numerical study of cooling effect in low-speed two-dimensional slot jet impinging on an isothermal vertical hot plate. The jet is discharged into a semi confined zone which is bounded with two parallel isothermal walls. Both top and bottom boundaries are open to the ambient air. The wall adjacent to the nozzle is kept at the same temperature of ambient whereas the target surface is heated to maintain a constant temperature difference with respect to the opposite wall. The range of the jet Reynolds number on the basis of nozzle hydraulic diameter is kept within the range of 92 to 553. This leads to velocities of the same order of magnitude to that of natural convection close to the target wall. As an accurate optical method, interferometry has been selected for experimental study of the thermal field behavior and for measuring the local heat transfer coefficient. A specific method of interferogram analysis for flat surfaces [Naylor and Duarte 1999] has been utilized for data reduction. Also the numerical simulation of the problem has been done for solving the flow field and for comparing the theoretical heat transfer model with the obtained experimental data. A commercial CFD package (FLUENT 6) has been utilized as a solver that uses finite volume method (FVM) to solve the governing equation of the problem. Variations of jet Reynolds numbers (Re), Nozzle to plate spacing (Z) and the nozzle vertical distance from the plate leading edge (Y) have been considered.
