مشخصات مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
انتقال حرارت همرفتی اجباری ناپایدار دو بعدی در سیالات قانون قدرت از یک سیلندر
عنوان انگلیسی مقاله:
Two-dimensional unsteady forced convection heat transfer in power-law fluids from a cylinder
کلمات کلیدی مقاله:
سیالات قانون قدرت، عدد رینولدز، عدد پرنتل، عدد ناسلت، سیلندر مدور، انتقال حرارت همرفتی اجباری ناپایدار
مناسب برای رشته های دانشگاهی زیر:
مهندسی مکانیک و شیمی
مناسب برای گرایش های دانشگاهی زیر:
مکانیک سیالات و شیمی کاربردی
وضعیت مقاله انگلیسی و ترجمه:
مقاله انگلیسی را میتوانید به صورت رایگان با فرمت PDF از باکس زیر دانلود نمایید. ترجمه این مقاله با فرمت WORD – DOC آماده خریداری و دانلود آنی میباشد.
فهرست مطالب:
چکیده
1. مقدمه
2. مطالعات پیشین
3. صورت مساله و معادلات حاکم
4. روند راه حل عددی
5. انتخاب مولفه های محاسباتی
6. نتایج و بحث
6.1. اعتبارسنجی نتایج
6.2. نتایج انتقال حرارت
6.2.1. مشخصات همدما یا ایزوترم لحظه ای
6.2.2. تکامل زمانی مشخصات عدد ناسلت موضعی (Nulocal) در سطح سیلندر
6.2.3. عدد ناسلت متوسط
5. نتیجه گیری اظهارات
قسمتی از مقاله انگلیسی و ترجمه آن:
Abstract
Forced convection heat transfer characteristics of a cylinder (maintained at a constant temperature) immersed in a streaming power-law fluids have been studied numerically in the two-dimensional (2-D), unsteady flow regime. The governing equations, namely, continuity, momentum and thermal energy, have been solved using a finite volume method based solver (FLUENT 6.3) over wide ranges of conditions (power law index, 0.4 6 n 6 1.8; Reynolds number, 40 6 Re 6 140; Prandtl number, 1 6 Pr 6 100). In particular, extensive numerical results elucidating the influence of Reynolds number, Prandtl number and power-law index on the isotherm patterns, local and average Nusselt numbers and their evolution with time are discussed in detail. Over the ranges of conditions considered herein, the nature of flow is fully periodic in time. The heat transfer characteristics are seen to be influenced in an intricate manner by the value of the Reynolds number (Re), Prandtl number (Pr) and the powerlaw index (n). Depending upon the value of the power-law index (n), though the flow transits from being steady to unsteady somewhere in the range 33 < Re < 50, the fully periodic behavior is seen only beyond the critical value of the Reynolds number (Re). As expected, the average Nusselt number increases with an increase in the values of Reynolds and/or Prandtl numbers, irrespective of the value of the flow behavior index. A strong influence of the power-law index on both local and time-averaged Nusselt numbers was observed. Broadly, all else being equal, shear-thinning behavior (n < 1) promotes heat transfer whereas shear-thickening behavior (n > 1) impedes it. Furthermore, this effect is much more pronounced in shear-thinning fluids than that in shear-thickening fluids.
چکیده
مشخصات انتقال حرارت همرفت اجباری از یک سیلندر (محفوظ در یک دمای ثابت) که در جریانی از سیالات قانون قدرت غوطه ور شده، در رژیم جریان ناپایدار دو بعدی (D – 2) به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته اند. معادلات حاکم، یعنی پیوستگی ، تکانه و انرژی حرارتی ، با استفاده از راه حل [solver] (FLUENT 6.3) مبتنی بر روش حجم محدود در گستره وسیعی از شرایط، حل و فصل شده اند (شاخص قانون قدرت [power law index]، 0.4≤n≤1.8؛ عدد رینولدز [Reynolds number]، 40≤Re≤140؛ عدد پرانتل [Prandtl number]، 1≤ Pr ≤100).به صورت خاص، نتایج عددی گسترده ای که موید تاثیر عدد رینولدز، عدد پرانتل و شاخص قانون قدرت بر الگوهای هم دما یا ایزوترم ، اعداد موضعی و متوسط ناسلت و تکامل آن ها با زمان می باشند، به صورت مفصل بحث شده اند.در اینجا و در گستره ای از شرایط، ماهیت جریان از نظر زمان، به صورت کامل دوره ای می باشد. مشخصات انتقال حرارت به واسطه مقدار یا ارزش عدد رینولدز (Re) عدد پرانتل (Pr) و شاخص قانون قدرت (n)، تحت تاثیر شیوه ای پیچیده قرار داشت.بسته به مقدار یا ارزش شاخص قدرت قانون (n)، هر چند که گذار جریان از حالت پایدار به حالت ناپایدار در محدوده 33≤Re≤50 روی می دهد اما رفتار کاملاً دوره ای تنها فراتر از مقدار بحرانی عدد رینولدز (Re) مشاهده می شود.همان گونه که انتظار می رود، متوسط عدد ناسلت با افزایش مقدار عدد رینولدز و یا عدد پرانتل صرفنظر از مقدار شاخص رفتار جریان افزایش می یابد. تأثیر نیرومند شاخص قانون قدرت بر هر دو متوسط زمانی عدد ناسلت و عدد ناسلت موضعی (local) مشاهده شده بود.به صورت کلی، رفتار رقیق کننده برشی [shear-thinning] (n <1)، منجر به ارتقاء انتقال حرارت می گردد در حالی که رفتار غلیظ کننده برشی [shear-thickening] (n> 1) بازدارنده انتقال محسوب می شود. افزون بر این، چنین تاثیری در سیالات رقیق کننده برشی بسیار بیشتر از سیالات غلیظ کننده برشی ظاهر می شود.