عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی آزاد هوا از ردیف دسته لوله همدما با چینش عمودی همراه با صفحات منحرف کننده
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1858;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46968
- تاریخ دفاع
- ۲۵ دی ۱۳۸۹
- دانشجو
- حسین رضوان طلب
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در این پایان نامه انتقال حرارت جابجائی آزاد از دو آرایه متقابل از استوانه های افقی با صفحات منحرف کننده جریان مورد بررسی قرار گرفته است. هر آرایه متشکل از پنج استوانه افقی همدماست که در فواصل عمودی مرکز تا مرکز 3 برابر قطر قرار گرفته اند. در وسط فاصله استوانه ها، صفحات عایق منحرف کننده جریان با زاویه ?45 تعبیه شده اند، به گونه ای که مانع برخورد هوای گرم حاصل از استوانه های پائین دست به استوانه بالایی شوند و جریان را به سمت مرکز آرایه منحرف سازند. این مسئله در حقیقت به منظور طراحی روشی جهت بهبود نرخ انتقال حرارت از دسته لوله های افقی متقابل که در بسیاری از صنایع از جمله مبدل های حرارتی، خطوط انتقال سیال، تاسیسات حرارتی ساختمانها، کابل های فشار قوی، سیستم-های خورشیدی، سیستم های الکترونیکی و کندانسورها کاربرد گسترده ای دارد، مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه تجربی بوسیله تداخل سنج ماک – زندر و مطالعه عددی بوسیله کد عددی فلوئنت صورت پذیرفته است. مطالعه تجربی برای اعداد رایلی مختلف بر اساس قطر استوانه در محدوده 103 تا 103×3 و برای فواصل افقی مرکز تا مرکز 2، 3 و 4 برابر قطر صورت گرفته، در حالیکه شبیه سازی عددی به فواصل افقی بزرگتر نیز در همان محدوده اعداد رایلی توسعه داده شده است. مشاهده می شود که در فواصل افقی کوچک بین دو آرایه لوله ها، صفحات منحرف کننده جریان تاثیر منفی بر نرخ انتقال حرارت کلی از مجموعه خواهند داشت، در حالیکه با افزایش فاصله افقی می توانند عدد نوسلت متوسط آرایه را بهبود بخشند. در هر عدد رایلی، فاصله بهینه ای بین دو آرایه وجود دارد که در آن حداکثر افزایش در نرخ انتقال حرارت نسبت به حالت استوانه های بدون صفحات منحرف کننده جریان مشاهده می شود. علاوه بر این، افرایش عدد رایلی در یک فاصله افقی ثابت بین دو آرایه منجر به افزایش عدد نوسلت متوسط کلیه استوانه های موجود در مجموعه می شود.
- Abstract
- Laminar free convection heat transfer from two vertical arrays of five isothermal cylinders separated by flow diverters is studied experimentally using a Mach-Zehnder interferometer. The flow diverters are placed midway between the cylinders with a 45-degree inclination angle, and with a constant width of two cylinder-diameters. The cylinders vertical center-to-center spacing is set equal to three cylinder-diameters. The effect of the ratio of the horizontal spacing between two cylinder arrays to their diameter (Sh /D) on heat transfer from the cylinders is investigated for various Rayleigh numbers. The experiments are performed for Sh /D = 2, 3 and 4 and the Rayleigh number based on the cylinder diameter ranging from 103 to 3×103. In addition, a numerical solution based on FLUENT code is developed to cover a wider range of horizontal spacings between the two vertical arrays. It is observed that for small Sh /D ratios, the flow diverters have a negative effect on the total rate of heat transfer from the arrays; while by increasing the horizontal center to center spacing, they tend to enhance the overall cooling rate of the array. At each Rayleigh number, there exists an optimum horizontal spacing in which the maximum increase in the overall Nusselt number occurs. Moreover, increasing the Rayleigh number generally results in a higher average Nusselt number for each cylinder in the array.
