عنوان پایان‌نامه
بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد از یک استوانه افقی شیاردار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56631;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2281
- تاریخ دفاع
- ۲۴ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- احسان اکبری
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در این پایانامه به مطالعه انتقال حرارت جابجایی آزاد در داخل یک سیلندر افقی شیاردار که دو انتهای سیلندر بسته شده پرداخته شده است، هوا قادر است از بین شیاری که در راستای طول استوانه زده ایجاد شده است وارد یا داخل گردد، ولی نتایج نشان می‌دهد که جریان در داخل سیلندر به صورت کَویتی عمل می‌کند و در داخل می‌چرخد. همچنین در اینجا اثر حضور یک مانع عایق بر انتقال حرارت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. برای استوانه از آلومنیوم 6064 استفاده شده و ورقی از جنس فیبر استخوانی برای به عنوان مانع عایق به کار گرفته شده است، همچنین از دو استوانه تفلونی کوتاه به عنوان نگهدارنده سیلندر در داخل فیکسچرهای مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهای موثر بر عدد ناسلت در این تحقیق عبارتند از: قطر سیلندر، نسبت عرض شیار به قطر سیلندر، اختلاف دمای سطح داخلی سیلندر و محیط و فاصله مانع از کف سیلندر می‌باشند که نسبت عرض شیار به قطر سیلندر ثابت فرض شده و قطر و اختلاف دما در قالب عدد رایلیتغییر کرده که خود عدد رایلی در بازه‌ی 105 تا 105×2 تغییر می‌کند، فاصله مانع از کف نیز که با قطر سیلندر بی بعد شده در سه حالت مختلف عدم وجود مانع (H/D=?)، حضور مانع در وسط سیلندر (H/D=0.5) و حضور مانع در کف سیلندر (H/D=0) مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه‌گیری انتقال حرارت به روش تداخل سنجی با تداخل سنج ماخ-زندر انجام گرفته گرفته که آزمایشات انجام شده در شش عدد رایلی در بازه مذکور با فواصل مساوی برای هر سه حالت قرار‌گیری مانع انجام گرفته است. مطالعه‌ی عددی توسط نرم‌افزارهای گمبیت و فلوئنت انجام گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که عدد ناسلت با افزایش عدد رایلی افزایش یافته و با نزدیک شدن مانع از بی نهایت ابتدا افزایش یافته سپس شرع به کاهش می‌کند.
- Abstract
- The free convection heat transfer in an open round cavity has been studied experimentally and numerically in this reaserch. The investigated open round cavity has a gap of 0.8D, where D is the cavity diameter. A constant temperature condition was used for thermal boundary condition of cavity surface. The Rayleigh number based on the cavity diameter and cavity surface temperature varies from 1×105 to 2×105. Also effect of a nonconductor barrier and distance of the barrier from the bottom of cavity on the heat transfer characteristics such asNusselt number has been studied experimentally and numerically. The experimental tests in three conditions of barrier has been studied, first, the condition that there is no barrier that is equivalent to the conditions that ratio of barrier distance to the cavity diameter is infinite (H/D=?).second, the condition is that this ratio is 0.5 (H/D=0.5).third, the condition is that the ratio is zero (H/D=0). The experimental procedure has been carried out using a Mach-Zehnder interferometer. The Mach-Zehnder interferometry is a method that captures the isothermal contours based on variation of refractive index of light with respect to temperature of a transparentmedium. The gap location is at the top of cavity in all experiments. A numerical analysis is also conducted using a fluent finite volume CFD code in this study. The numerical method is validated by comparing the numerical and experimental results. This comparison shows an acceptable match. Results show that Nusselt number increases with increase of Rayleigh number and in the case of H/D=0.5 Nesselt number is greater than two other cases and in general barrier causes heat transfer.
