بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بررسی انتقال حرارت تیرهای کمپوزیتی به کمک نرم افزارهای حجم محدود
اسلاید 2 :
چكيده
از دیرباز موضوع انتقال حرارت به نحو مطلوب، یکی از بحثهای مطرح در صنایع، نیروگاهها و سایر جنبه های زندگی بوده است. در این پایاننامه به بررسی تیر سه لایه به طول سه متر و ابعاد سطح مقطع یک متر در یک متر و تیر دو لایه به طول دو متر و ابعاد سطح مقطع یک متر در یک متر می پردازیم.
سه فلز آلومینیم، تیتانیم و مس با دماهای مشخص، به شکلی که در تیر تولید گرما و از دیوارها شار حرارتی نداشته باشیم وجود دارد. دیواره ابتدایی و انتهایی و دیوارهای اطراف تیر دارای دما و ضریب انتقال حرارت جابجایی مختلفی می باشند. در این پایاننامه میزان انتقال حرارت رسانایی بر روی صفحه وسط تیر سه لایه و کل تیر دو لایه با سه فلز آلومینیم، تیتانیم و مس محاسبه و مقایسه گردیدهاند. این تحلیل به صورت آزمایشات بعددار، توسط نرمافزار Fluent صورت گرفته است.
اسلاید 3 :
در گذشته آزمایشاتی برای رسیدن به این منظور، به صورتهای متفاوتی از قبیل بعددار و بیبعد انجام شده است که تاثیر نوع جامد را بر کمیتهای پایه مختلف تاثیرگذار بر انتقال حرارت، از قبیل چگالی، ضریب گرمای ویژه و غیره تعیین میکنند. در این پروژه تصمیم بر این است که برای تعیین اثر فلزات مختلف و مقایسه آنها، آزمایشات بعدداری به صورت مجازی و توسط نرمافزارهای کامپیوتری محاسبات عددی انجام شده و نتایج حاصل از آن تحلیل شود. در مرجع [4]، انتقال حرارت اجباری بالای یک صفحه پهن مورد بررسی قرار گرفته است. در مرجع [1]، به اندازه گیری دما و جریان در یک فیلم جریان خنک ساز پراخته است. مرجع [14]، به اصل جریان گرما در عایق گرمایی پرداخته است. در مرجع [15]، به بررسی انتقال گرما بوسیله ی انتقال گاز و تشعشع در فیبرهای عایق پرداخته است.
در مرجع [17]، سرعت انتقال گرما ناپایا در یک سیلندر جریان عرضی مورد بررسی قرار گرفته است.
اسلاید 4 :
در این پروژه از سه فلز آلومینیم، تیتانیم و مس در شرایط مختلف مرزی استفاد کرده ایم و دماها و ضریب انتقال گرمای جابجایی گوناگونی برای این سه فلز در نظر گرفته شده که با توجه به شرایط مختلف به تحلیل آن ها در دو بعد و سه بعد می پردازیم.
یک فاکتور مهم که در رسانایی اجسام جامد نقش بسزایی ایفا می کند نسبت ضریب رسانایی گرما به ظرفیت گرمایی است
که ضریب پخش گرما، ، نام دارد و بر حسب بیان میشود:
اسلاید 5 :
هر فلز ضریب پخش گرمایی متفاوتی دارد که در زیر ضریب پخش برای سه فلز آلومینیوم، تیتانیم و مس آورده شده است:
اسلاید 6 :
قابل تذکر است که برای مرز خروجی نیازی به اعمال دمای مشخص نمیباشد. با اعمال دما در مرز ورودی و انتقال حرارت در سطح دیواره دما در انتهای کانال محاسبه خواهد شد.
همانطور که در شکل زیر دیده می شود تیر از سه جنس مختلف که هر یک از جنس ها با رنگی مجزا، نشان داده شده اند. باید توجه داشت که در جنس ابتدایی، ثانوی و انتهایی تیر، هریک از سه فلز آلومینیوم، تیتانیم و مس را بطور دلخواه قرار داد.
اسلاید 7 :
معادله انرژی
Cp را گرمای ویژه و K را رسانندگی گرمایی میگویند.
اسلاید 8 :
هندسه شکل و مشبندی
محیط نرم افزار گمبیت.
اسلاید 9 :
هندسه شکل و مشبندی
مشبندی ایجاد شده توسط نرمافزار Gambit از نمای سه بعدی
اسلاید 10 :
مراحل انجام یک اجرا در نرمافزار Fluent
تعیین نوع حلگر
اسلاید 11 :
پنجره ورود مقادیر اولیه حل
اسلاید 12 :
پنجره انتخاب مقادیر همگرایی
اسلاید 13 :
پنجره ایجاد صفحه روی هندسه
اسلاید 14 :
صفحه وسط در مقطع طولی تیر
اسلاید 16 :
توجه: بعنوان مثال منظور از دیواره 1، محیط اطراف آن دیواره و سطح داخل آن می باشد که در شکل زیر آمده است:
اسلاید 17 :
مراحل انجام یک اجرا در نرمافزار Fluent
1-کانتور تغییرات دما بر روی تیر دو لایه آلومینیوم و مس بدون ضریب انتقال گرمای جابجایی:
در این مسآله فرض بر این است که دمای دیوارهای بالا 1000 کلوین، دمای دیواره ورودی و خروجی 500 کلوین و دیوارهای پایین عایق می باشند. همانطور که در شکل دیده می شود نحوه پخش گرما تقارن قابل توجهی دارد و این نشان می دهد که ضریب پخش گرمای آلومینیم و مس نزدیک بهم می باشد و باعث تقارن پخش گرما شده است.
نکته قابل توجه در شکل این است که خطوط شار در صفحات دمادار بر صفحات عایق عمود می باشند.
اسلاید 19 :
2- کانتور تغییرات دما بر روی تیر دو لایه آلومینیوم و مس با ضریب انتقال گرمای جابجایی:
در این مسآله فرض بر این است که دیوارهای بالا دارای ضریب انتقال حرارت جابجایی 20 وبر بر متر مربع در کلوین و دمای 300 کلوین، دمای دیواره ورودی و خروجی 500 کلوین و دیوارهای پایین عایق می باشند. طبق کانتور بدست آمده نتیجه میگیریم مس نسبت به آلومینیم رسانای خوبی برای انتقال حرارت می باشد و ناحیه مس نسبت به آلومینیم دارای دمای بیشتری می باشد و داشتن ضریب انتقال گرمای جابجایی، باعث عدم تقارن در نحوه پخش گرما می باشد.
