فرمت : PDF
تعداد صفحات : 102
زبان : فارسی
رشته : مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی
سال گرد آوری : 94
مقدمه :
انتقال حرارت در میکروکانال های سیلیکونی با آرایش توام پره ی سوزنی خطی و غیر خطی در لقی های با نسبت قطر
0.50 تا 0.77 و در رژیم جریان آرام در رینولدزهای 9.0 تا 246 بررسی شده است. کانال ها عرض کمی دارند و دیواره های کانال اثر مشخصی روی جریان سیال و انتقال حرارت می گذارند. اثر آنها هنگام اندازه گیری توزیع دمایی در طول کانال و میانگین انتقال حرارت برای یک شرایط مرزی، ثابت در نظر گرفته می شود. برای این منظور ترموستات های پلاتینیومی مستقیما درون ساختار کانال که از لایه ی سیلیکون آزاد می شوند و توسط ثبات واکنشی عمیق یون DRIE و انتخاب تصادفی آزاد شده اند، قرار داده می شوند. اندازه گیری ها نشان می دهد که یک مقدار مشخص از جریان سیال زیر پره های سوزنی در ناحیه ی عبوری لقی دار منجر به انتقال حرارت می شود که بهبودی را نسبت به هندسه های مرجع بدون این اتصالات تنها در لقی هایی با نسبت قطر کوچک را نشان می دهد. روابط انتقال حرارت با یک فرم تابعی جدید بسط داده شده اند که اثر قوی نسبت لقی به قطر را روی انتقال حرارت کلی در نظر می گیرد. در این تحقیق شیوهی جدیدی از مدلسازی انتقال حرارت در میکروجریان ها ارائه شده است. اساس این روش توسعه معادلات حاکم بر دینامیک سیال با استفاده از بسطهای اختلال میدان های سرعت، فشار و دما می باشد. در این تحقیق به کمک بسطهای سه جملهای و بر حسب عدد نودسن، سه دسته معادلات بر حسب عدد نودسن استخراج شده است. شرایط مرزی مربوط به هر دسته از معادلات نیز با جایگذاری بسطهای اختلال در شرایط مرزی کلی به دست میآیند. در مطالعه حاضر یک جریان در حال توسعه هیدرودینامیکی و حرارتی در محدودهی رژیم لغزشی در حالت آرام، دائم، دوبعدی و تراکمناپذیر در یک میکروکانال بین دو صفحه موازی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات ممنتم و انرژی به همراه شرایط مرزی لغزش سرعت و پرش دما حل شدهاند. در این مقاله محاسبات برای یک میکروکانال با فرض داشتن شار حرارتی ثابت در دیواره ها، بهمنظور به دست آوردن مشخصههای انتقال حرارت در یک جریان گازی لغزشی انجام شده است. در این مطالعه از اثرات تراکم پذیری، اتلاف ویسکوز و همچنین خزش گرمایی صرف نظر شده است. الگوریتم روش عددی برای حل بر اساس الگوریتم سیمپل می باشد. حلهای بهدست آمده از این روش، با نتایج عددی و تحلیلی موجود مقایسه شده است. نتایج ارائه شده در این تحقیق بهخوبی با نتایج بدست آمده توسط سایر محققین همخوانی دارند و کاهش اعداد نوسلت و پواسل را در رژیم جریان لغزشی در مقایسه با رژیم پیوسته تائید می کند . در این تحقیق هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان گازی درون یک میکروکانال به صورت عددی بررسی شده است.سرعت و دمایجریان ورودی به کانال یکنواخت است و شرط مرزی لغزش سرعت و برش دما،با توجه به رژیم لغزشی جریان،روی دیوار کانال حاکم است.طول میکروکانال به اندازه کافی بلند در نظر گرفته شده تا در انتها شر توسعه یافتگی هیدرودینامیکی و دمای برقرار باشد. گسسته سازی معادلات حاکم بر مبنای حجم کنترل انجام شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. اثرات پارامترهای مختلف،از جمله اتلاف لزجت ، رفت،هدایت محوری متفاوت است.در نظر گرفتن اتلاف لزجت،سبب ایجاد برش چشمگیری در عدد ناسلت موضعی می شود که مقدار برش،مستقل از عدد برینکمن می باشد. افزایش رفت،انتقال حرارت را در دو جهت مخالف تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین اثر افزایش عدد پکله بر روی عدد ناسلت توسعه یافته ضعیف بوده در حالی که اثر رفت بر روی آن قوی و قابل ملاحظه بوده است.
پروژه ی طراحی و بررسی انتقال حرارت در میکروکانالها
