وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

موسسه آموزش عالی صنعتی مازندران

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

عنوان:

تحلیل پروفایل های مختلف فین با رسانش حرارتی وابسته به دما با روش های تحلیلی

استاد راهنما

دکتر داود دومیری گنجی

استاد مشاور

مهندس محسن  شیخ الاسلامی

                                                                              زمستان1393

چکیده:

با توجه به اینکه انتقال حرارت کاربرد زیادی در رشته های مختلف علوم دارد، لازم است به دلیل محدودیت های فضایی و فیزیکی در سیستم های الکتریکی ، از سطوح گسترده فرورفته و یا برجسته استفاده شود . هدف اصلی استفاده از این سطوح، افزایش انتقال حرارت از طریق افزایش سطح است . در نتیجه بهترین سطح گسترده) فین) آن است که بیشترین انتقال حرارت یا به عبارتی بیشترین اختلاف دما را فراهم سازد . نکته بسیار مهم این است که در عمل، فین مناسب باید همزمان با قابلیت انتقال حرارت بالا که بستگی به جنس و شکل آن دارد، دارای کمترین مقدار ماده مصرفی باشد تا ساخت و در نتیجه کاربرد آن کمترین هزینه ممکن را داشته باشد . این دو نکته در مورد یک فین به صورت ساده قابل بررسی نیست، بلکه باید بهینه ترین حالتی را پیدا کرد که در آن این شرایط به طور همزمان لحاظ گردد.

در این پایان نامه، فین هایی به شکل های مختلف با سطح پایه و طول ثابت  و همچنین فین مرطوب مورد بررسی قرار گرفته اند. معادله سطح جانبی و سطح مقطع فین به صورت توابعی تعریف شده اند که فین های گوناگونی را دربرمی گیرند. از طرفی ضریب انتقال حرارت هدایتی وابسته به دما در نظر گرفته شده و در طول فین با دما تغییر می کند. بعد از بی بعد سازی، معادله دیفرانسیل کلی یک بعدی که دارای درجه غیر خطی بالایی می باشد، به روش های گالرکین[1] وحداقل مربعات [2]و کالوکیشن[3] و تبدیل دیفرانسیل[4](  DTM)و آدومیان[5] حل و تحلیلی شده است. برای تحقیق صحت و دقت این حل، جواب ها در چند حالت خاص با جواب حاصل از حل عددی  مقایسه شده است.  بعد از بدست آوردن معادله دیفرانسیل دما و حل تحلیلی-پارامتریِ آن، معادله کلی دما حاصل گردید. این معادله به صورت پارامتری و برحسب متغیر مستقلِ طول، ضریب انتقال حرارت هدایتی، ضریب انتقال حرارت جابجایی از سطح فین و مهمتر از همه پارامتر نمایانگر پروفایل فین بیان شده است. از یافته ها این پایان نامه می توان  به تاثیر شیب تغییر ضریب انتقال حرارت هدایتی در  دما اشاره کرد که با افزایش آن ،دما افزایش پیدا می کند و همچنین با افزایش رطوبت نسبی در فین مرطوب  دما و بازده کاهش می یابد .

واژه های کلیدی: فین-ضریب هدایتی وابسته به دما-روش تبدیل دیفرانسیل-روش آدومیان-روش حداقل مربعات

فهرست

1      فصل اول 3

1-1          مقدمه.. 4

1-2          انواع فین.. 4

1-3          کاربرد فین ها.. 5

1-4          پیشینه موضوع.. 7

2      فصل دوم 10

2-1         روش گالرکین :.. 11

2-1-1      تعریف:.. 11

2-1-2      کارهای انجام شده با روش گالرکین:.. 12

2-2          روش کالوکیشن:.. 12

2-2-1      تعریف:.. 12

2-2-2      کارهای انجام شده:.. 13

2-3          روش حداقل مربعات:.. 13

2-3-1      تعریف:.. 13

2-3-2      کار انجام شده:.. 14

2-4          روش تبدیل دیفرانسیل:.. 15

2-4-1      تعریف:.. 15

2-4-2      کارهای انجام شده:.. 17

2-5          روش تجزیه آدومیان:.. 18

2-5-1      تعریف:.. 18

2-5-2      کارهای انجام شده:.. 19

2-6          بهینه سازی و طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ.. 20

3      فصل سوم 21

3-1          ضریب  هدایت حرارتی وابسته به دما:.. 22

3-1-1      بی بعد سازی:.. 23

3-1-2      فین مستطیلی شکل:.. 24

3-1-3      فین نمایی:.. 25

3-1-4      فین محدب:.. 25

3-1-5      شرایط مرزی :.. 26

3-2          ضریب  انتقال حرارت وابسته به دما:.. 27

3-3          با تولیدگرمای داخلی:.. 29

3-3-1      فین با تولید حرارت داخلی وابسته به دما و ضریب هدایت حرارتی ثابت:   30

3-3-2      ضریب حرارتی فین و حرارت تولید شده داخلی را وابسته به دما :   30

3-4          فین حلقوی با پروفیل های مختلف:.. 31

3-5          فین متخلخل با سطح مقطع مثلثی :.. 35

3-6          فین شعاعی همراه با انتقال حرارت تابشی:.. 38

3-7          فین مرطوب:.. 39

3-8          فین های طولی در حالت گذرا:.. 43

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: