پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی: بررسی انتقال جرم و حرارت به روش انتگرالی در جریان جابجایی طبیعی سیال با پرانتل خیلی کوچک در مجاورت سطح موجی شکل مایل و نفوذپذیر و تحت میدان مغناطیسی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش : تبدیل انرژی

عنوان : بررسی انتقال جرم و حرارت به روش انتگرالی در جریان جابجایی طبیعی سیال با پرانتل خیلی کوچک در مجاورت سطح موجی شکل مایل و نفوذپذیر و تحت میدان مغناطیسی

دانشگاه کاشان

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش تبدیل انرژی

عنوان:

بررسی انتقال جرم و حرارت به روش انتگرالی در جریان جابجایی طبیعی سیال با پرانتل خیلی کوچک در مجاورت سطح موجی شکل مایل و نفوذپذیر و تحت میدان مغناطیسی

استاد راهنما:

دکتر علی عارف منش

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شودتکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب:فصل اول: مقدمه1-1 پیشگفتار .......................................................................................................................................................21-2 مروری بر کارهای گذشته...........................................................................................................................31-3 شرح مساله....................................................................................................................................................61-4 روش تحقیق..................................................................................................................................................7فصل دوم: هیدرودینامیک مغناطیسی 2-1 تاریخچه­ای از هیدرودینامیک مغناطیسی..............................................................................................92-2 معادلات الکترودینامیک درمبحث هیدرودینامیک مغناطیسی.......................................................102-2-1 میدان الکتریکی و نیروی لورنتز................................................................................................102-2-2 قانون اهم و نیروی لورنتز حجمی............................................................................................112-2-3 قانون آمپر.....................................................................................................................................122-2-4 قانون فارادی................................................................................................................................122-2-5 جمع­بندی......................................................................................................................................13فصل سوم: مروری بر چند روش تحلیلی در حل معادلات نویر استوکس3-1 روش تحلیل مقیاسی................................................................................................................................153-2 روش انتگرالی.............................................................................................................................................203-3-1 روش تشابهی.........................................................................................................................................233-3-2 اثر وجود جریان از طریق دیواره : (دمش و مکش ) ....................................................................25فصل چهارم: همرفت طبیعی روی صفحه مایل و حل انتگرالی معادلات حاکم4-1 شرح مساله.................................................................................................................................................284-2 معادلات حاکم...........................................................................................................................................294-3 حل انتگرالی معادلات حاکم..................................................................................................................324-3-1 انتگرال­گیری از معادلات حاکم..................................................................................................324-3-2 حل معادلات انتگرالی ممنتوم و انرژی....................................................................................334-4 عدد ناسلت .......................................................................................................................................374-5 تنش برشی ...........................................................................................................................................38فصل پنجم: اراﺋﻪ­ی نتایج5-1 صحت سنجی برنامه کامپیوتری............................................................................................................405-2 تاثیر تغییرات زاویه سطح ( ) ...........................................................................................................425-3 تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی ...............................................................................................475-4 تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح ...............................................................................................525-5 تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح .............................................................................................575-6 تاثیر تغییرات عدد پرانتل .............................................................................................................625-7 تاثیر تغییرات سرعت مکش و دمش به سطح ........................................................................67فصل ششم: نتیجه­گیری و پیشنهادها6-1 نتیجه­گیری.................................................................................................................................................776-2 پیشنهادها...................................................................................................................................................78فهرست منابعفهرست شکل­ها شکل(1-1): هندسه مساله مورد بررسی.................................................................................................................................6 شکل(2-1): هندسه مساله از نمای بالا.................................................................................................................................13 شکل(4-1): هندسه مساله مورد بررسی...............................................................................................................................28 شکل(4-2): شکل لایه مرزی سرعت و حرارت برای سیال با پرانتل بالا......................................................................34 شکل(4-3): شکل لایه مرزی سرعت و حرارت برای سیال با پرانتل خیلی کم...........................................................35 شکل (5-2-1): تاثیر تغییرات زاویه بر دامنه سرعت.........................................................................................................42 شکل (5-2-2): تاثیر تغییرات زاویه بر لایه مرزی سرعت................................................................................................43 شکل(5-2-3): تاثیر تغییرات زاویه بر تنش برشی محلی.................................................................................................43 شکل(5-2-4): تاثیر تغییرات زاویه بر تنش برشی میانگین.............................................................................................44 شکل(5-2-5): تاثیر تغییرات زاویه بر پروفیل سرعت.......................................................................................................44 شکل(5-2-6): تاثیر تغییرات زاویه بر لایه مرزی حرارت.................................................................................................45 شکل(5-2-7): تاثیر تغییرات زاویه بر عدد ناسلت محلی.................................................................................................45 شکل(5-2-8): تاثیر تغییرات زاویه بر عدد ناسلت میانگین.............................................................................................46 شکل(5-2-9): تاثیر تغییرات زاویه بر پروفیل دما.............................................................................................................46 شکل (5-3-1): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر دامنه سرعت................................................................................47 شکل (5-3-2): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر لایه مرزی سرعت.......................................................................48 شکل (5-3-3): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر تنش برشی محلی.......................................................................48 شکل (5-3-4): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر تنش برشی میانگین...................................................................49 شکل (5-3-5): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر پروفیل سرعت.............................................................................49 شکل (5-3-6): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر لایه مرزی حرارت......................................................................50 شکل (5-3-7): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر عدد ناسلت محلی.......................................................................50 شکل (5-3-8): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر عدد ناسلت متوسط....................................................................51 شکل (5-3-9): تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی بر پروفیل دما...................................................................................51 شکل (5-4-1): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر دامنه سرعت................................................................................52 شکل (5-4-2): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر لایه مرزی سرعت.......................................................................53 شکل (5-4-3): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر تنش برشی محلی......................................................................53 شکل (5-4-4): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر تنش برشی متوسط...................................................................54 شکل (5-4-5): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر پروفیل سرعت.............................................................................54 شکل (5-4-6): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر لایه مرزی حرارت......................................................................55 شکل (5-4-7): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر عدد ناسلت محلی......................................................................55 شکل (5-4-8): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر عدد ناسلت متوسط....................................................................56 شکل (5-4-9): تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح بر پروفیل دما...................................................................................56 شکل (5-5-1): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر دامنه سرعت...........................................................................57 شکل (5-5-2): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر لایه مرزی سرعت..................................................................58 شکل (5-5-3): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر تنش برشی محلی.................................................................58 شکل (5-5-4): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر تنش برشی میانگین.............................................................59 شکل (5-5-5): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر پروفیل سرعت........................................................................59 شکل (5-5-6): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر لایه مرزی حرارت..................................................................60 شکل (5-5-7): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر عدد ناسلت محلی..................................................................60 شکل (5-5-8): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر عدد ناسلت میانگین..............................................................61 شکل (5-5-9): تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح بر پروفیل دما..............................................................................61 شکل (5-6-1): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر دامنه سرعت..............................................................................................62 شکل (5-6-2): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر لایه مرزی سرعت.....................................................................................63 شکل (5-6-3): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر تنش برشی محلی....................................................................................63 شکل (5-6-4): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر تنش برشی میانگین................................................................................64 شکل (5-6-5): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر پروفیل سرعت..........................................................................................64 شکل (5-6-6): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر لایه مرزی حرارت....................................................................................65 شکل (5-6-7): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر عدد ناسلت محلی....................................................................................65 شکل (5-6-8): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر عدد ناسلت میانگین.................................................................................66 شکل (5-6-9): تاثیر تغییرات عدد پرانتل بر پروفیل دما.................................................................................................66 شکل­ (5-7-1): تاثیر تغییرات شدت مکش و دمش بر دامنه سرعت............................................................................67 شکل­ (5-7-2): تاثیر تغییرات شدت مکش بر لایه مرزی سرعت............................................................................68 شکل­ (5-7-3): تاثیر تغییرات شدت دمش بر لایه مرزی سرعت................................................................................68 شکل­ (5-7-4): تاثیر تغییرات شدت مکش بر تنش برشی محلی................................................................................69 شکل­ (5-7-5): تاثیر تغییرات شدت دمش بر تنش برشی محلی................................................................................69 شکل­ (5-7-6): تاثیر تغییرات شدت مکش و دمش بر تنش برشی میانگین...............................................................70 شکل­ (5-7-7): تاثیر تغییرات شدت مکش بر پروفیل سرعت......................................................................................71 شکل­ (5-7-8): تاثیر تغییرات شدت دمش بر پروفیل سرعت......................................................................................71 شکل­ (5-7-9): تاثیر تغییرات شدت مکش بر لایه مرزی حرارت................................................................................72 شکل­ (5-7-10): تاثیر تغییرات شدت دمش بر لایه مرزی حرارت...............................................................................72 شکل (5-7-11): تاثیر تغییرات شدت مکش بر عدد ناسلت محلی...............................................................................73 شکل (5-7-12): تاثیر تغییرات شدت دمش بر عدد ناسلت محلی...............................................................................73 شکل (5-7-13): تاثیر تغییرات شدت مکش و دمش بر عدد ناسلت میانگین............................................................74 شکل (5-7-14): تاثیر تغییرات شدت مکش بر پروفیل دما............................................................................................75 شکل ­(5-7-15): تاثیر تغییرات شدت دمش بر پروفیل دما............................................................................................75فهرست جدول­ها جدول (5-1): مقایسه عدد ناسلت متوسط برای مقادیر مختلف Pr..............................................................................41 جدول (5-2): ناسلت متوسط به ازای Pr=0.001.............................................................................................................41 جدول (5-3): ناسلت متوسط به ازای Pr=0.01................................................................................................................41 جدول (5-4): ناسلت متوسط به ازای Pr=0. 1.................................................................................................................41چکیده:در پایان نامه حاضر به بررسی انتقال جرم و حرارت به روش انتگرالی در جریان جابجایی طبیعی سیال با پرانتل خیلی کم در مجاورت دیواره مایل موجی شکل و تحت میدان مغناطیسی پرداخته شده است. دیواره نفوذپذیر بوده و در نتیجه می­توان سیال را به درون دیواره مکش یا از درون آن دمش نمود. میدان مغناطیسی عمود بر دیواره و به سمت داخل و جریان الکتریکی عمود بر صفحه تشکیل شده توسط میدان مغناطیسی و سرعت سیال می­باشد تا بتوان نیروی مغناطیسی­ای در جهت جریان یا خلاف آن ایجاد نمود. جریان آرام و تراکم­ناپذیر بوده و شرط عدم لغزش بین سیال و دیواره برقرار است. برای حل معادلات حاکم ابتدا با اعمال یک تبدیل مختصات در پارامترهای x و y صفحه موجی شکل را مسطح کرده و آنگاه توسط روش انتگرالی معادلات PDE را به معادلات ODE تبدیل نموده و در نهایت دستگاه معادلات حاکم را به روش رانگ کوتا مرتبه چهارم و با استفاده از نرم افزار میپل حل می­نماییم.نتایج نهایی نشان می­دهند با افزایش زاویه­ی سطح تنش برشی و عدد ناسلت هر دو افزایش می­یابند. همچنین با افزایش پارامتر مغناطیسی تنش برشی و عدد ناسلت هر دو کاهش یافته و با افزایش دامنه و فرکانس سطح تنش برشی و عدد ناسلت هر دو کاهش می­یابند. همچنین با افزایش عدد پرانتل تنش برشی و عدد ناسلت هر دو افزایش می­یابند. بعلاوه با افزایش قدرت مکش تنش برشی و عدد ناسلت هر دو افزایش یافته و با افزایش قدرت دمش تنش برشی و عدد ناسلت هر دو کاهش می­یابند.پیشگفتار:پدیده­­های فیزیکی خیلی زیادی درگیر و وابسته با جابجایی طبیعی هستند. می­توان جریان جابجایی آزاد و انتقال حرارت مربوط به آن را در گستره وسیعی از سیستم­های طبیعی و صنعتی مشاهده کرد. جریان آزاد در هوا٬ مبدل­های حرارتی٬ جمع­کننده­های انرژی خورشیدی٬ تکنولوژی خشک­کننده­ها٬ تکنولوژی­های فراوری غذا٬ خنک کننده­های سیستم­های الکترونیکی و خنک کننده­های راکتورهای هسته­ای مثال­هایی از جریان جابجایی آزاد می­باشند.تفاوت اساسی جابجایی اجباری و آزاد در آن است که در جابجایی اجباری٬ موتوری که جریان را به حرکت در می­آورد خارجی است اما در جابجایی آزاد این موتور درون خود جریان است. اختلاف دمای دیواره- سیال باعث ایجاد چرخه طبیعی و یکنواخت در جابجایی طبیعی می­شود بدین صورت که در مجاورت دیواره گرم بسته­ای از سیال گرم شده و در حین منبسط شدن به سمت بالا حرکت می­کند. سپس این بسته در مجاورت سیال سرد خنک شده متراکم گردیده و از طرف دیگر به سمت پایین حرکت می­کند تا دوباره به سطح گرم برسد. این چرخه قابلیت انجام کار دارد یعنی اگر پروانه­ای را وارد جریان کنیم در اثر این جریان به چرخش در می­آید. این مساله منشا نیروگاه­های بادی است. ولی اگر وسیله­ای برای استفاده از کار چرخه وجود نداشته باشد سیال به سرعت در چرخه به حرکت در آمده و کار بالقوه آن در اصطکاک با اجسام ثابت تلف می­شود.هیدرودینامیک مغناطیسی (MHD)1 شاخه­ای نسبتا جدید ولی مهم از مکانیک سیالات است. از جمله زمینه­های مهم آن در صنعت می­توان به نقش کاربردی آن در خنک کردن راکتورهای هسته­ای با عدد پرانتل کوچک (مانند نقره با پرانتل 0.01 و بیسموت با پرانتل 0.021 ) نام برد ] 1و2[. مگنتو هیدرودینامیک مطالعه جریان سیالی است که هادی جریان الکتریکی بوده و همزمان یک میدان مغناطیسی نیز بر آن اعمال شده است به طوری که نیروی مغناطیسی به وجودآمده در جهت جریان یا خلاف آن است.تعداد صفحه : 105قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

1 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.