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: