بررسي پارامترهاي موثر در شبيه سازي عددي پديده هاي انتقال در محيط هاي متخلخل فلزي

چكيده فارسي :

1 چكيده از جمله خواص فومها ميتوان به تخلخل باال افت فشار پايين ضريب هدايت حرارتي و ضريب انتقال جرم باال اشاره كرد از طرفي خصوصيات فيزيكي و شيميايي فومها سبب شده اين مواد بهعنوان يكي از اركان اصلي در طراحي و ساخت مبدلهاي حرارتي و پايه كاتاليزورها شناخته شوند لذا هدف در اين تحقيق بررسي جريان سيال و انتقال حرارت در رابطه با عبور جريان هوا با دماي 335 كلوين از فوم آلومينيومي با درصد تخلخلهاي مختلف 13 11 درصد و اندازه قطرهاي مختلف 335 336 ميكرومتر با دماي 333 كلوين است از آنجايي كه يكي از ترمهاي مهم در انتقال حرارت بررسي جريان سيال ميباشد ابتدا جريان سيال و پارامترهاي هندسي تأثيرگذار بر آن مورد بررسي قرار گرفته و سپس تاثير اين عوامل بر ضريب انتقال حرارت تعيين گرديد بدين منظور براي بررسي اثر پارامترهاي هندسي بر جريان سيال از دو روش استفاده شد در روش اول از هندسه واقعي فوم استفاده شد بهگونهاي كه فومهايي با درصد و قطر تخلخل مختلف در نرمافزار جئوديكت ساخته شد و سپس به روش ديناميك سياالت محاسباتي جريان سيال با سرعتهاي ورودي 8 6 3 متر بر ثانيه در آنها شبيهسازي شد نتايج حاكي از آن بود كه استفاده از هندسه واقعي فوم روش مطلوبي براي بررسي اثرات پارامترهاي ساختاري بر جريان سيال است همچنين براي محاسبه گراديان فشار رابطهاي بهصورت 2 P L v v ارائه گرديد ولي پيچيدگيهاي ساختاري فوم سبب افزايش حجم شبكه محاسباتي و زمان انجام محاسبات ميشود لذا در روش دوم هندسه سادهتر با نرم افزار انسيس ورك بنچ ساخته شد و پارامترهاي هندسي با استفاده از رابطه بدست آمده از روش اول در ترم چشمه معادالت بقا قرار گرفت نتايج حاصل از روش دوم نشان دهنده كاهش محسوس حجم و زمان انجام محاسبات است همچنين با استفاده از روش اول امكان بررسي موضعي ميزان انتقال حرارت در فوم فراهم شد به همين علت رابطه رياضي منطقي براي تغييرات عدد ناسلت بر حسب رينولدز و پارامترهاي ساختاري فوم ارائه شد 22 8 Nu 0 302 Re 0 496 1 0 519 dp dt به عالوه معادالت رياضي براي ضريب انتقال حرارت جا به جايي متوسط بر حسب سرعت بهصورت 2 h ave C v Bv ارائه گرديد حجم زياد محاسبات روش اول با استفاده از روش دوم و معادالت ضريب انتقال حرارت جا به جايي متوسط بدست آمده از روش اول به صورت محسوسي كاهش يافت همچنين نتايج حاصل از روش دوم در پيشبيني ميزان انتقال حرارت دقت قابل قبولي در مقايسه با روش اول دارد بنابراين با بدست آمدن مدلهاي رياضي مذكور ميتوان صرفنظر از پيچيدگيهاي موجود در هندسه فوم و نيز مشكالت مربوط به آن رفتار آنها را در خصوص انتقال حرارت و جريان سيال در مقياس واقعي با حجم محاسباتي كمتر مورد بررسي و پيشبيني قرار داد كلمات كليدي فوم شبيهسازي عددي ديناميك سياالت محاسباتي جريان سيال و انتقال حرارت معادالت ترم چشمه

جعفري زاده دهاقاني، آزاده

بررسي پارامترهاي موثر در شبيه سازي عددي پديده هاي انتقال در محيط هاي متخلخل فلزي

فوم , شبيه‌سازي عددي , ديناميك سيالات محاسباتي , جريان سيال و انتقال حرارت , معادلات ترم چشمه