پاورپوینت تغییر مکان سطح مشترک بین دو فاز

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

تغییر مکان سطح مشترک بین دو فاز

اسلاید 2 :

دو فاز مایع و جامد از فلز قلع (یک جز) در کنار هم درون ظرف دوبعدی با هندسه محورتقارنی قرار گرفته اند. به دلیل تغییرات دمایی وابسته به زمان، فاز مایع به جامد (یا به عکس) می تواند تبدیل گردد. کاربرد چنین مسئله ای در فرایندهای کریستالی شدن Czochralski و ریخته گری است. اهمیت حل این مسئله در کاربرد سه ماژول نرم افزار المان محدود کامسول است:

1)برای یافتن پروفایل دما، نیاز به حل معادله کلی انتقال حرارت است.

2) به دلیل این که فرآیند جابه جایی در فاز مایع صورت می­گیرد، سرعت جابجایی مایع از معادله ناویر-استوکس محاسبه می­شود.

3) معادله ای برای محاسبه حرکت سطح مشترک دو فاز. در این قسمت هدف آموزش حل چنین مسئله با استفاده از ترکیب هر سه ماژول است. در این مسئله جریان لزج، آرام و ناپایا است و از شبکه بندی پیش فرض نرم افزار استفاده شده است.

اسلاید 3 :

فلز در دو حالت جامد یا مایع در ظرف می­تواند قرار داشته باشد. شرایط اولیه مسئله به گونه ای است که حالت جامد فلز بالای فلز مایع قرار دارد. چنیبن شرایطی در مسئله Czochralski می تواند روی دهد که برای جداسازی و انجماد فلزات کاربرد دارد. فلز انجماد یافته در بالای ظرف به دلیل سنگینی و همچنین انتقال حرارتی که از فلز مایع پایینی دریافت می­کند به صورت مایع به ته ظرف به جریان در می آید. آن چه کاربر در این قسمت آموزش می­یابد ترکیب سه فیزیک برای حل مسئله است.

انتقال حرارت باعث ذوب فلز جامد می­شود و سرعت سیال با استفاده از معادله جریان آرام محاسبه می­شود. به گونه ای که سرعت جابه جایی و مکان سطح مشترک دو فاز جامد و مایع مشخص می­گردد. در این مسئله از سه ماژول نرم افزار COMSOL به گونه­ای استفاده گردیده است که معادلات کاملا به هم وابسته می باشند. در معادله انتقال حرارت، سرعت وجود دارد. در معادله حرکت سیال، چگالی تابعی از دما می­باشد و در معادله جابه جایی شبکه، سرعت حرکت سطح واسط دو فاز از سرعت سیال به دست می­آید.

اسلاید 4 :

ارایه شروط مرزی بر اساس مسئله واقعی
توانمندیهای کُد
Convective heat flux
Hot temperature
Axial symmetry
Thermal insulation
Interface
Cold temperature

اسلاید 5 :

پروفایل سرعت
توانمندیهای کُد

اسلاید 6 :

نحوه جابجایی سطح مشترک
توانمندیهای کُد
همان طور که مشخص است، سطح مشترک دو سیال در حال حرکت رو به پایین است. هم چنین سرعت در فاز مایع در حال افزایش است که نشان دهنده افزایش همرفتی است. بر این اساس سیال جامد در بالای ظرف تمایل به ذوب شدن دارد و با توجه به دما بیش تر در اعماق ظرف، مایع تمایل به حرکت بالا رونده دارد که جریان ­های گردابه­ای ایجاد شده در فاز مایع این موضوع را به خوبی نشان می­دهند.

اسلاید 7 :

حل همزمان سه معادله
توانمندیهای کُد
مدلسازی جریان آرام سیال با استفاده از معادله ناویر-استوکس
مدلسازی انتقال حرارت از قانون بقای انرژی
mesh یا Deformed mesh برای هندسه هایی که با زمان یا با تابعی از دیگر پارامترهای مسئله تغییر شکل می­یابند
Laminar Flow or Turbulent Flow
Heat Transfer in Fluids
Moving Mesh

اسلاید 8 :

1- نحوه محاسبه سرعت سطح مشترک بر اساس میزان انتقال حرارت
2- محاسبه سرعت زماتی که انتقال حرارت در سامانه صورت گیرد
3- نحوه شبیه سازی فرایند تغییر فاز
4- نحوه شبیه سازی با انواع شرط مرزی حرارتی و دینامیکی
5- نحوه اعمال شرط مرزی دیواره
آنچه در این کد خواهید آموخت

اسلاید 9 :

1- این برنامه در نسخه های 5 کامسول به بالا قابل اجراست.
2- آشنایی با مفاهیم انتقال حرارت
3- آشنایی با مدلسازی از نوع همرفتی
4- آشنایی با روش های نفوذ مصنوعی
نکات و الزامات