دانشکده مهندسی مکانیک

 پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک (تبدیل انرژی)

مطالعه‌ی عددی سه ‌بعدی انتقال حرارت جابجایی همزمان اجباری و آزاد، در یک کانال مورب به همراه چشمه‌های حرارتی

استاد راهنما:

دکتر محمود یعقوبی

چکیده

پیشرفت سریع در صنایع الکترونیک و نیاز به حداقل کردن حجم وسایل الکترونیکی در کنار اثر نامطلوب تولید گرما در این گونه وسایل، دلیل افزایش تمایل به بررسی پدیده‌ی خنک‌کاری وسایل الکترونیکی می‌باشد. با توجه به محدودیت هایی که برای انجام آزمایشات تجربی و تهیه وسایل لازم برای مطالعه تجهیزات گرمازا وجود دارد، بررسی ها و تحقیق در باره خنک کاری وسایل الکترونیکی، به سمت مطالعات محاسباتی معطوف گردیده است. برای قطعه ها‌ی الکترونیکی با هندسه پیچیده، انتقال حرارت  همزمان جابجایی آزاد و اجباری به کمک هوا به علت کاهش ابعاد، افزایش سرعت پردازش مدل های محاسباتی و مسایل عملی، هنوز یک مسئله‌ی نوین و ضروری برای تحقیق می‌باشد. در بعضی از این تجهیزات، قطعات گرمازا در محفظه خاصی مانند یک کانال در کنار یکدیگر قرار دارند.

در مطالعه حاضر انتقال حرارت همزمان جابجایی آزاد واجباری آرام و دائمی در یک کانال مورب با سه چشمه حرارتی مکعبی به صورت سه بعدی مدلسازی شده است. معادلات حاکم در نرم افزار فلوئنت با استفاده از روش حجم کنترل، گسسته سازی شده و با روش simple، میدان سرعت تعیین گردید و میدان سرعت و دما با توجه به کوپل بودن آنها، به صورت همزمان با یکدیگر حل شده اند.

پژوهش برای عدد گراشف در بازه ، عدد رینولدز در بازه ، زاویه کانال با سطح افق در بازه  و مقدار گرمای تولیدی در بازه  انجام شده است. همچنین عدد پرانتل سیال نیزPr=0.7  برگزیده شده است.

فهرست مطالب

فصل اول

1- مروری بر مفاهیم اولیه……………………………………………………………………………………………….2

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………….2

1-2- جریان اطراف صفحات ضخیم………………………………………………………………………………..3

1-3- خنک سازی سیستم های الکترونیکی……………………………………………………………………5

1-4- تکنیک های خنک سازی……………………………………………………………………………………….6

1-5- همرفت اجباری، طبیعی و مرکب……………………………………………………………………………8

   1-5-1- همرفت اجباری داخلی بین صفحات موازی……………………………………………………8

   1-5-2- همرفت طبیعی……………………………………………………………………………………………….9

   1-5-3- همرفت مرکب……………………………………………………………………………….. …………….10

1-6- ضریب انتقال حرارت…………………………………………………………………………………………….11

فصل دوم

2- مروری بر تحقیقات گذشته………………………………………………………………………………………13

2-1- پژوهش های جریان همرفتی روی هندسه های متفاوت……………………………………..13

2-2- ویژگی های پژوهش حاضر…………………………………………………………………………………..30

فصل سوم

3- تعریف مسئله…………………………………………………………………………………………………………..32

3-1- شرح مسئله…………………………………………………………………………………………………………32

3-2- معادلات حاکم……………………………………………………………………………………………………..35

فصل چهارم3-3- شرایط مرزی……………………………………………………………………………………………………….36

4- روش حل مسئله………………………………………………………………………………………………………39

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………….39

4-2- تنظیمات نرم افزار گمبیت…………………………………………………………………………………..39

4-3- بررسی استقلال نتایج از شبکه…………………………………………………………………………….41

4-4- تنظیمات نرم افزار فلوئنت…………………………………………………………………………………………………42

4-5- اعتبار سنجی نتایج………………………………………………………………………………………………..43

4-6 بررسی تغییرات زمانمند مسئله……………………………………………………………………………….46

4-7 بررسی اثرات تشعشع در مسئله مورد تحقیق…………………………………………………………47

فصل پنجم

5- نتایج……………………………………………………………………………………………………………………………49

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………….49

5-2- خطوط دما ثابت و خطوط جریان…………………………………………………………………………49

5-3- نمودار عدد ناسلت بر حسب زاویه…………………………………………………………………………72

5-4- روابط تخمینی عدد ناسلت بر­حسب اعداد بی بعد در زوایای مختلف…………………..81

5-5- بررسی اثر پارامتر های هندسی نظیر طول مکعب ها و فاصله بین آنها……………….81

5-6- مجموعه بهینه از پارامتر­های مورد بررسی برای حداکثر کردن انتقال حرارت…….91 

5-7- بررسی افت فشار……………………………………………………………………………………………………92

5-8- بررسی مسئله به صورت غیر دائمی………………………………………………………………………93

فصل ششم

6- نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………………………………………………………….100

6-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………. 100

6-2-پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………101

منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………….. 102

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: