۶۵.۰۹ (۰.۶۰)

۲۱۹.۳۶۰
۲۲۰.۴۸(۰.۵۱)
۲۲۰.۸۹ (۰.۶۹)

۱۷.۹۲۵
۱۵.۶۰۱(۱۲.۹۷)
۱۷.۶۱۰ (۱.۷۶)

۸.۸۰۰
۸.۹۳۴(۱.۵۲)
۸.۸۵۳ (۰.۶۰)

مهمترین عامل مقایسهای به منظور درک بهتر انتقال حرارت و خصوصیات جریان جابجایی آزاد داخل حفره بررسی توزیع عدد ناسلت برروی دیوارهها است. درشکل (۴-۲) توزیع عدد ناسلت برروی دیوارهی گرم در همهی نسبت منظریها برای نتایج تحقیق حاضر آورده شده است و با نتایج ارائه شده توسط اسماعیل و اسکالون [۴۲] مقایسه گردیده است. نتایج ارائه شده نشان دهندهی دقت بالای نتایج تحقیق حاضر و همچنین شبکه بندی مناسب حفره میباشد [۴۳].

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

خانافر و وفایی اولین کسانی بودند که جریان نانوسیال را به صورت عددی شبیهسازی کرده اند. شکل (۴-۳) تغییرات دما در مقطع میانی حفره برای اعداد گراشف ۱۰^۴ و ۱۰^۵ و نسبت حجمی ۰.۰۵ برای تحقیق حاضر و نتایج خانافر و وفایی رانشان میدهد. شکل (۴-۳) نشان میدهد که نتایج، همخوانی کامل باهم دارند که نشان دهندهی دقت بسیار بالای نتایج تحقیق حاضر میباشد.

ب)

الف)

شکل ۴-۲- توزیع ناسلت متوسط روی دیوارهی گرم در نسبتهای حجمی مختلف و ۰.۷۱=Pr و ۰=φ
الف) ۱۰^۵=Ra ، ب) ۱۰^۶ – ۱۰^۷=Ra
شکل ۴-۳- مقایسه پروفیل دما در برش میانی حفره مربعی (۶.۲=Pr ، ۱۰^۵– ۱۰^۴=G و ۰.۰۵= φ )
۴-۳- نتایج نانوسیال
شکل (۴-۴) تغییرات دما و سرعت افقی نانوسیال رادر خط مرکزی حفره (۰.۵=x) و همچنین سرعت عمودی نانوسیال در (۰.۵=y) نسبت به اعداد رایلی و نسبت حجمی متفاوت برای مخلوط آب -Al₂O₃ در ۱= L / H نشان میدهد. همانطور که در شکلها مشخص است، رفتار نانوسیال کاملا مشابه سیال خالص است. نتایج پروفیل دما در شکل (۴-۳-الف) نشان میدهد که در هر عدد رایلی دمای نانوسیال با افزایش نسبت حجمی نانوذرات افزایش مییابد که این افزایش انتقال حرارت به دلیل افزایش حرکت براونی نانوذرات با افزایش ذرات نانو و همچنین افزایش ضریب رسانش حرارتی میباشد. همچنین نتایج، افزایش سرعت افقی (شکل (۴-۴-ب) وعمودی (شکل (۴-۴-پ) نانوسیال را باافزایش نسبت حجمی نانوذرات نشان میدهد که به دلیل افزایش دمای نانوسیال ودرنتیجه افزایش نیروی شناوری نانوسیال میباشد.
الف)
ب)
پ)
شکل ۴-۴-. پروفیلهای سرعت و دما بیبعد در برش میانی حفره مربعی
درشـــکل (۴-۵) خطوط جریـــان در حفره های قائـــــم الزاویه با نسبت منـــظریهای مختلف (۰.۱،۰.۲،۱،۰.۵،۰.۷۵=L/H) برای سیال پایه و نانوسیال آب -Al₂O₃ در ۰.۰۵ = φ نشان داده شده است. با توجه به شکل (۴-۵)، مشاهده میشود که برای هر دو سیال و نانوسیال، با توجه به اندازهی عدد رایلی در نسبت منظریهای بالاتر ورتکس ایجاد شده در حفره به صورت بیضی افقی است که این نشان دهنده قالب بودن انتقال حرارت جابجایی طبیعی بر انتقال حرارت رسانشی میباشد اما با کاهش نسبت L/H ورتکسها از حالت بیضی افقی به بیضی عمودی تبدیل میشوند که نشاندهندهی کاهش اثر انتقال حرارت جابجایی طبیعی و افزایش اثر انتقال حرارت رسانشی است. بطور دقیقتر میتوان گفت که در ۱۰^۵Ra= از ۰.۵ L/H= تــــا ۰.۱ L/H= ، در ۱۰^۶ Ra = از ۰.۲۵ L/H= تــــا ۰.۱ L/H= و در ۱۰^۷ Ra = از ۰.۲ L/H= تا ۰.۱ L/H= اثر انتقال حرارت رسانشی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی قالب است. همچنین نتایج نشان میدهد که ورتکس مرکزی در ۱ L/H= برای رایلیهای ۱۰^۵، ۱۰^۶ و ۱۰^۷ و برای سیال خالص به ترتیب به ۲، ۳ و ۴ ورتکس تبدیل میشود و این ورتکسها با کاهش نسبت L/H با توجه به بزرگی عدد رایلی کم میشوند در حالیکه برای نانوسیال همواره یک ورتکس مرکزی در حفره وجود دارد. همین نتایج نشان میدهد که در حالت کلی اندازهی خطوط جریان مینیمم برای نسبت منظریهای بالا در نانوسیال کمتر از سیال خالص میباشد ولی این مقدار در نسبت منظریهای پایین برای سیال خالص بیشتر از نانوسیال است.
شکل (۴-۶) خطوط همدمـــــا را در حفــرهی قائــــمالزاویه برای نسبت منظریهای متفــــاوت )۰.۲،۰.۲۵،۰.۵،۰.۷۵،۱،۰.۱=L/H ( برای سیال خالص آب و نانوسیال آب-Al₂O₃ نشان میدهد. با توجه به شکل مشاهده میشود که برای هر دو سیال خالص و نانوسیال در نسبت منظریهای بالا خطوط هم دما در کنارهی دیواره های حفره به صورت عمودی ودر مرکز حفره به صورت افقی میباشد و با کاهش نسبت L/H این خطوط از حالت افقی در مرکز حفره به حالت عمودی تبدیل میشوند. این امر نشان میدهد که در نسبت منظریهای بالاتر اثر جابجایی و در نسبت منظریهای پایین تر اثر رسانش قالب میباشد. همچنین نتایج نشان میدهد که خطوط جریان در نانوسیال فشردهتر از سیال خالص است به عبارت دیگر خطوط هم‌دما در کنارهی دیواره در نانوسیال سریعتر از خطوط همدما سیال خالص به صورت عمودی تبدیل می‌شوند.

۱۰^۵Ra =