1404/02/01

محمدسعید عقیقی

مرتبه علمی: استادیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 55539706200
دانشکده: دانشکده فنی و مهندسی
نشانی:
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی و تحلیل عددی جریان آرام لایه ای سیال کسون حول استوانه دایره ای
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
استوانه دایره ای-انتقال حرارت جابجایی اجباری- سیال ویسکوپلاستیک- سیال کسون- عدد رینولدز-عدد بینگام-جدایش
سال 1401
پژوهشگران حامد عدالت خواه(دانشجو)، محمدسعید عقیقی(استاد راهنما)

چکیده

در این پژوهش، جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری سیال ویسکوپلاستیک مدل کسون حول یک استوانه دایره ای به صورت عددی بررسی شده است. پدیده عبور سیال از اطراف جسم استوانه ای یکی از شایع ترین مسایل مکانیک سیالات بوده و در صنایع مختلف از جمله مبدل های حرارتی کاربرد دارد. از طرف دیگر سیال کسون سیال عامل در بسیاری از صنایع از جمله فراورده های نفتی و غذایی می باشد. معادلات دیفرانسیل جزیی حاکم شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی نوشته و سپس معادلات بی بعد شده و روی محدوده ی وسیعی از پارامترهای بی بعد مربوطه از جمله، عدد رینولدز (Re=5-10-20-40) و عدد بینگام (0≤Bn≤ Bnmax) برای یک استوانه دایره ای، با استفاده از روش المان محدود مبتنی بر کد نویسی در محیط متلب، حل شده اند. به دلیل تقارن هندسی و جریان، شبکه بندی در یک نیمه از دامنه ایجاد می شود .با بررسی میادین سرعت مشاهده می گردد که در Re=5 در روی سطح استوانه هیچ گونه جدایشی رخ نمی دهد، با افزایش عدد رینولدز زاویه جدایش پدیدار می گردد و جریان های برگشتی نیز مشاهده می شود. هم چنین هر چقدر عدد Bnافزایش پیدا می کند، سیال لزج تر شده و چسبندگی نیز افزایش می یابد، پس گردابه های تشکیل شده کوچک تر می شود. با افزایش عدد بینگام سیال از سیال نیوتونی به ویسکو پلاستیک تبدیل می گردد، چون چسبندگی سطح با سیال بیش تر می شود، پس ضریب درگ نیز متناسب با آن افزایش می یابد. در ابتدای استوانه چون سیال سرد به سطح استوانه داغ برخورد می کند، ماکزیمم انتقال حرارت در آن نقطه رخ می دهد. در بررسی کانتور های همدما مشاهده می گردد که در نقطه ماکزیمم شار حرارتی که همان نقطه برخورد سیال سرد با استوانه داغ می باشد، فواصل خطوط هم دما به همدیگر خیلی نزدیک می باشند. انتقال حرارت با حرکت سیال روی استوانه کم تر می گردد و فاصله خطوط همدما افرایش می یابد. همچنین شیب گرادیان دما نیز کمتر می شود. در بررسی ضریب های درگ های فشاری، ضریب های درگ اصطکاکی و ضریب درگ کل در رینولدز های مختلف، با افزایش عدد بینگام، آن ضرایب نیز افزایش می یابد، اما با افزایش عدد رینولدز به دلیل وجود جدایش و کم شدن جریان خزشی بر روی استوانه ضریب های درگ کاهش می یابند .