دانشگاه کاشان

دانشکده مهندسی مکانیک

گروه حرارت و سیالات

پایان‌نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

در 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

 استاد مشاور:

دکتر قنبر­علی شیخ­زاده

چکیده:

در پایان­نامه 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.

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

1-1 پیشگفتار …………………………………………………………………………..2

1-2 مروری بر کارهای گذشته………………………………………………………….3

1-3 شرح مساله……………………………………………………………………….6

1-4 روش تحقیق………………………………………………………………………7

فصل دوم: هیدرودینامیک مغناطیسی

2-1 تاریخچه­ای از هیدرودینامیک مغناطیسی………………………………………9

2-2 معادلات الکترودینامیک درمبحث هیدرودینامیک مغناطیسی…………………..10

2-2-1 میدان الکتریکی و نیروی لورنتز……………………………………………..10

2-2-2  قانون اهم و نیروی لورنتز حجمی……………………………………………11

2-2-3  قانون آمپر………………………………………………………………………..12

2-2-4  قانون فارادی…………………………………………………………………12

2-2-5 جمع­بندی…………………………………………………………………………13

فصل سوم: مروری بر چند روش تحلیلی در حل معادلات نویر استوکس

3-1 روش تحلیل مقیاسی……………………………………………………………….15

3-2 روش انتگرالی………………………………………………………………………..20

3-3-1 روش تشابهی…………………………………………………………………..23

3-3-2 اثر وجود جریان از طریق دیواره : (دمش و مکش ) …………………………..25

فصل چهارم: همرفت طبیعی روی صفحه مایل و حل انتگرالی معادلات حاکم

4-1 شرح مساله…………………………………………………………………………..28

4-2 معادلات حاکم………………………………………………………………………….29

4-3 حل انتگرالی معادلات حاکم………………………………………………..32

4-3-1 انتگرال­گیری از معادلات حاکم……………………………………………..32

4-3-2 حل معادلات انتگرالی ممنتوم و انرژی………………………………………33   

4-4 عدد ناسلت …………………………………………………………………………..37  

4-5 تنش برشی ………………………………………………………………………..38

فصل پنجم: اراﺋﻪ­ی نتایج

5-1 صحت سنجی برنامه کامپیوتری………………………………………………..40    

5-2 تاثیر تغییرات زاویه سطح (  ) ……………………………………………………..42    

5-3 تاثیر تغییرات پارامتر مغناطیسی ……………………………………………..47    

5-4 تاثیر تغییرات دامنه نوسان سطح …………………………………………………52    

5-5 تاثیر تغییرات فرکانس نوسان سطح ……………………………………………57    

5-6 تاثیر تغییرات عدد پرانتل ………………………………………………………62   

5-7 تاثیر تغییرات سرعت مکش و دمش به سطح  ………………………………….67    

فصل ششم: نتیجه­ گیری و پیشنهادها

6-1 نتیجه­ گیری………………………………………………………………………….77

6-2 پیشنهادها…………………………………………………………………….78

فهرست منابع…………………………………………………………………….80

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: