عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی عددی برخورد جت قائم و آرام یک سیال غیر ن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 34940
- تاریخ دفاع
- ۲۱ خرداد ۱۳۸۶
- دانشجو
- بهزاد غفوری
- استاد راهنما
- کیوان صادقی
- چکیده
- در این پایان نامه انتقال ممنتوم و حرارت در برخورد یک جت آزاد مایع غیر نیوتنی متقارن محوری با یک صفحه تخت به طور تحلیلی بررسی شده است. روشی که برای حل جریان استفاده شده، از مدل کلاسیک واتسون در زمینه حل جت‌های با سطح آزاد سرچشمه گرفته است. در تحقیق انجام شده مدل واتسون برای اولین بار برای یک سیال غیرنیوتنی توانی بکار گرفته شده است. همچنین مساله انتقال حرارت در توزیع شعاعی جت برخورد کننده توسط معادلات انتگرالی انرژی با استفاده از حل بدست آمده برای جریان، در دو حالت شرط مرزی روی دیواره بررسی شده است: 1) دمای دیواره ثابت و 2) شار روی دیواره ثابت. میدان‌های سرعت و دما نیز در ناحیه سکون برای یک سیال توانی به ترتیب با استفاده از حل‌های تشابهی و روش تفاضل محدود حل شده اند. به عنوان نتیجه‌گیری در تحقیق حاضر نشان داده شده است که با غیر نیوتنی کردن خواص سیال ، بعنوان مثال با اضافه کردن مقداری پلیمر به آب، تغییرات شدیدی در ویژگی‌های موثر در انتقال ممنتوم و حرارت در جریان رخ داده و نهایتاً منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت در برخورد جت با صفحه می‌شود.
- Abstract
- In the present thesis, momentum and heat transfer in the impingement of a free surface axis-symmetric non-Newtonian liquid jet is investigated analytically. The method, which is applied for solving flow field, has originated from a classic model in solving the flow field of free surface jets Watson. Watson’s model is applied to a non-Newtonian Power-Law fluid for the first time in the present research. in order to predict the flow field of a non-Newtonian free surface jet. Also, heat transfer problem in the radial spread of the impinging jet is investigated using integral energy equations based on the obtained solution for the flow field in two cases of boundary conditions on the wall: 1) constant wall temperature, and 2) constant wall heat flux. Velocity and temperature fields were also calculated in the stagnation zone for a Power-Law fluid using similarity solutions and a finite difference method respectively. As a result of the present thesis, it is shown that by changing fluid characteristics to non-Newtonian ones, for example by adding some polymer solvents to water, dramatic changes will occur in the heat and momentum transfer characteristics of the flow eventually giving rise to an increase in the heat transfer rate in the jet impingement operation.
