نیاز به گذر گاه باریک.. 5
1-1 نیازمندی به گذرگاه های باریکتر برای عبور جریان. 6
1-2 دسته بندی کانال ها 8
1-3 فرضیات اولیه در انتقال حرارت و افت فشاردر میکرو کانال ها 9
فصل دوم. 14
جریان سیال در میکرو کانال. 14
2-1 پیشگفتار 15
2-2 قطر هیدرولیکی.. 16
2-3 طول توسعه یافتگی جریان. 17
2-4 حالت های انتقال حرارت.. 18
2-5 فرضیه پیوستگی.. 19
2-6 اصول ترمودینامیک.. 21
2-7 قوانین کلی.. 22
2-8 قوانین خاص… 23
2-9 ساختار جریان. 24
2-10 طول ورودی حرارتی.. 25
فصل سوم. 27
تشریح و حل پروژه 27
3-1پیش گفتار 28
3-2 گسسته سازی معادلات مومنتم. 30
3-3 گسسته سازی معادله پیوستگی.. 37
3-4 شرایط مرزی.. 39
3-4-1 اعمال شرط مرزی slip : 40
3-4-2 شرط های مرزی برای .. 42
3-4-3 شرط های مرزی برای . 43
3-4-4 شرط های مرزی برای .. 44
3-5 اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم. 45
3-6 گسسته سازی معادله انرژی.. 46
3-6-1 نحوه اعمال شرط مرزی پرش دما بر روی دیواره ها 60

3-6-2 شرایط مرزی برای دما 61
3-7 الگوریتم حل. 63
3-7-1مراحل SIMPLER. 63
3-8 شکل کلی حل معادلات به روش TDMA. 66
فصل چهارم. 68
نتایج و پیشنهادات.. 68
4-1 بررسی صحت حل عددی: 69
4-2 نتایج و توضیحات: 69
4-3 پیشنهادات.. 80
ضمائم. 81
اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم .. 82
اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم . 89
اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم .. 98
اعمال شرط های مرزی در معادلات .. 105
اعمال شرایط مرزی بر ضرایب معادله انرژی.. 111
منابع. 120

فهرست اشکال

شکل 1- 1 گستره ای از قطر میکرو کانال هایی که دارای کاربردهای مختلف می باشند. 7
جدول 1- 1 ابعاد کانال برای انواع جریان گازی در فشار اتمسفر. 9
شکل 1- 3 اثر قطر هیدرولیکی بر انتقال حرارت در میکرو کانال ها [3] 10
شکل 2- 1 پارامتر طول ورودی جریان K برای جریان لایه ای در ورودی مجرا 18
شکل 2- 2 جریان در حال توسعه هیدرودینامیکی و حرارتی.. 26
جدول 4- 1 بررسی صحت جواب ها با مراجع [24و25] 69
شکل 4- 1 تغییرات عدد ناسلت برای عدد های نادسن مختلف در .. 71
شکل 4- 2 تغییرات عدد ناسلت برای عدد های نادسن مختلف در و نسبت طول به عرض 2. 72
شکل 4- 3 تغییرات عدد ناسلت برای عدد های نادسن مختلف در و نسبت طول به عرض 5. 73
شکل 4- 4 تغییرات عدد ناسلت در طول کانال در برای دو صفحه موازی.. 74
شکل 4- 5 تغییرات برای عدد های نادسن و برینکمن مختلف در و نسبت طول به عرض 1. 75
شکل 4- 6 تغییرات برای عدد های نادسن و برینکمن مختلف در و نسبت طول به عرض 1. 76
شکل 4- 7 تغییرات برای عدد های نادسن و برینکمن مختلف در و نسبت طول به عرض 1. 77
شکل 4- 8 تغییرات برای عدد های نادسن و برینکمن مختلف در و نسبت طول به عرض 1. 78

فصل اول

نیاز به گذر گاه باریک

1-1 نیازمندی به گذرگاه های باریکتر برای عبور جریان

جریان سیال داخل کانال ها در بسیاری از سیستم های طبیعی و سیستم های ساخته شده توسط بشر دیده می شود. انتقال جرم و حرارت توسط دیواره کانال در سیستم های بیولوژیکی مانند مغز، ریه، کلیه، روده و غیره همچون بسیاری از سیستم های ساخته شده توسط بشر مانند مبدل های حرارتی، راکتورهای هسته ای، واحدهای تقطیر، واحدهای جداسازی هوا و نظیر آنها انجام می شود. به طور کلی فرایندهای انتقال توسط دیواره کانال ها انجام می شود، مادامی که که جریان در درون کانال در حال عبور است.
کانال دو وظیفه اساسی دارد که باید در طول عملکرد خود به انجام برساند:

سیال را به برخورد موثر با دیواره های کانال وادار نماید.
به منظور اینکه فرایند انتقال به خوبی انجام پذیرد کانال باید همواره سیال جدید را به سمت دیواره فرستاده و سیالی را که در نزدیک دیواره است و وظیفه فرایند انتقال خود را انجام داده از دیدار دور نماید تا سیال جدید در مجاورت دیواره جایگزین آن شود.

نرخ فرایند انتقال به مساحت سطح تماس با سیال بستگی دارد که این خود برای کانال با سطح مقطع دایره ای به قطر کانال، بستگی داشته همچنان که نرخ جریان به مساحت سطح مقطع کانال بستگی دارد، که سطح مقطع نیز به طور خطی با متناسب است. بنابراین نسبت مساحت سطح داخلی کانال به حجم با قطر کانال نسبت عکس خواهد داشت، پر واضح است که با کاهش قطر نسبت مساحت سطح داخلی کانال به حجم افزایش خواهد داشت.
در بدن انسان دو فرایند بسیار موثر انتقال حرارت و جرم در ریه و کلیه اتفاق می افتد، جایی که قطر کانال ها یا به عبارتی دیگر مجراهای باریک چیزی در حدود چهار میکرومتر می باشد.
گستره ای از میکرو کانال ها با ابعاد مختلف با ذکر نوع سیستمی که میکرو کانال در آنها به کار رفته است، در شکل (1-1) آورده شده است[1].

شکل 1- 1 گستره ای از قطر میکرو کانال هایی که دارای کاربردهای مختلف می باشند

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب