بخشی از مقاله
چکیده
بسیاری از کاربرد های صنعتی مانند تولید بخار و سردکننده ها در تهویه مطبوع می توانند به صورت جریان حرارت تناوبی دو بعدی مدل شوند.سامانه ای که در این مقاله مدل خواهد شد مجموعه ای از لوله هاست که به صورت متقارن در کنار هم قرار گرفته اند.این شبه سازی با استفاده از نرم افزار فلوئنت انجام شده است و کانتور های سرعت ، فشار و دما بدست اورده شده است.این مجوعه داخل یک سیال دیگر در یک دمای دیگر قرار گرفته است و در معرض جریان قرار دارند.هر دو سیال اب است و و جریان ارام و پایا با رینولدز 100 حاکم است.نرخ جریان جرم عبوری سیال معلوم است و در این مدل سازی میدان جریان و میدان دمای حاصل از انتقال حرارت جابجایی استفاده می شود.
واژههای کلیدی: شبه سازی جریان- انتقال حرارت- نرم افزار فلوئنت
مقدمه
امروزه با پیشرفت های سخت افزاری و نرم افزاری زندگی بشر دچار تحول چشم گیری شده است.به کمک علم دینامیک سیالات محاسباتی شبه سازی جریان سیال با دقت بالایی میسر گشته است.قابلیت برجسته ی این شبه سازی در زمینه های مختلف صنعتی از قبیل هوافضا ، انرژی اتمی ،نفت ،گاز ،تهویه مطبوع و...منجر به پیشرفت چشم گیر بشر در علم مهندسی شده است.در گذشته برای تحلیل و داده پردازی می بایست تست و اندازه برداری صورت می گرفت اما در بسیاری از کاربردهای مهندسی اندازه برداری - مثلا توزیع فشار بر روی سطوح بدنه یک هواپیما - ممکن نمی بود.اما در قابلیت تحلیل مسائل پیچیده توسط مهندسین میسر گشته است.
در این مقاله با استفاده از اعتبار بخشی و شبه سازی،جریان سیال معتبر سازی شده است.برای تحلیل جریان در اطراف موانع در این مقاله لازم می باشد که که از المان بندی با سازمان استفاده شود.بر اساس مطالعات مختلف تجربی و عددی برروی جریان روی استوانه درون کانال که در گذشته صورت گرفته شده است محققانی که مطالعه کرده اند از لحاظ تجربی،با توجه به جریان ناپایا ویسکوز و تراکم ناپذیر اطراف این سیلندرها را مورد بررسی قرار داده اند.با این حال دریک کارتجربی در دو جانب استوانه در اعداد رینولدز در محدوده 500 و 200 ویلیامسون[1] متوجه حالت های هارمونیکی از جدایش گردابه ای پشت سیلندرها شد. همچنین برای یک الگو جریان درون کانال فاصله مهم را 1.1 2.2تشخیص داد.
برای فاصله های بزرگتراز 2.2Dاومشاهده کرد که جریان اطراف دو سیلندر رفتاری شبیه به حالت یک سیلندرثابت راخواهد داشت.همچنین الگوی جریان در اطراف ترتیبات مختلف یک سیلندر دراعداد رینولدز بالا به صورت ازمایشگاهی به وسیله [2] ZDRAVCOVICHو[3] مطالعه شد.در این کار او دو الگوی جریان مختلف در اطراف دو سیلندر با توجه به الگوی جریان مغرضانه مشاهده کرد.گواه و همکاران[4] دو سیلندر استوانه ای چرخان رادرنظرگرفتند. درمطالعه تجربی انها از روش PIV استفاده شده است.برای تحلیل جدایش گردابه ها پشت سیلندرها ازمایش های ایشان درنسبت T/D=1.1 انجام گرفت.
انها فاصله شکاف مهم رابرای الگوی جریان وجدایش گردابه ها تشخیص دادند انها مشاهده کردند بعد ازسرعت چرخش بحرانی جدایش گردابه ها سرکوب می شود وجدایش لایه مرزی درسرعت های بالا ازبین می رود.ویژگی های جریان عبوری و انتقال حرارت از دو سیلندر پشت سر هم در اعداد رینولدز کم توسط امین اطمینان و احمد سوهانکار [5] انجام شده است.روسالس و همکاران[6] تاثیر سیلندر عایق بالا دست را بر سیلندر گرم پایین دست بررسی کرده اند و انتقال حرارت بین ان ها را مورد مطالعه قرار داده اند.
شرح مسئله و مدل سازی
به خاطر تقارن مجموعه لوله ها و خاصیت تناوبی جریان فقط قسمتی از هندسه در فلوئنت مدل خواهد شد.یک مجموعه لوله به قطر 1 سانتی متر داریم که به صورت مساوی از هم فاصله دارند.مرکز لوله ها در جهتx ،2 سانتی متر و در جهت y ،1 سانتی متر از هم فاصله دارند.عمق مجموعه ا متر است.به خاطر تقارن فقط مستطیل مشخص شده با خط چین مدل خواهد شد.نرخ جریان جرمی .05 در شرایط مرزی ورودی ناحیه تناوبی به کار گرفته خواهد شد.دمای دیواره لوله 400 و دمای جریان عبوری 300 است.خصوصیات اب در شکل امده است.
