دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان­ نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

عنوان:

بررسی تجربی و شبیه ­سازی عددی جریان در لوله ورتکس

استاد راهنما:

دکتر محسن دوازده ­امامی

 

فهرست مطالب:

فهرست مطالب………………………… هشت

فهرست شکل‌ها ………………………..دوازده

فهرست جدول‌ها……………………….. هفده

فهرست علائم اختصاری…………………………. هجده

علائم یونانی…………………………. بیست

پانویس ها……………………….. بیست ­و­یک

چکیده……………………….. 1

فصل اول : مقدمه

1-1-مقدمه‌ای بر لوله ورتکس………………………..2

1-2-برخی از کاربردهای لوله ورتکس……………………….. 3

1-2-1-کاربردهای خنک ساز موضعی…………………………. 4

1-2-2-کاربردهای گرما ساز موضعی…………………………. 5

1-2-3-تجهیزات آزمایشگاهی لوله ورتکس………………………….. 6

1-2-4-تهویه مطبوع شخصی…………………………. 6

1-3-نظریه‌های رایج در مورد لوله ورتکس………………………….. 7

1-4-تحلیل نظری لوله ورتکس………………………….. 7

1-4-1-تحلیل ترمودینامیکی سیستم لوله ورتکس………………………….. 7

1-4-1-1-قانون بقای جرم………………………… 8

1-4-1-2-قانون اول ترمودینامیک………………………….. 8

1-4-1-3-قانون دوم ترمودینامیک………………………….. 9

1-4-2-راندمان‌های سیستم لوله ورتکس[2]……………………….. 12

1-4-2-1-راندمان‌های گرمایی برای سیستم لوله ورتکس………………. 12

1-4-2-2-راندمان برای یک انبساط ایزنتروپیک کامل…………………… 13

1-4-2-3-راندمان کارنو………………………… 13

1-4-2-4-معیاری بر مبنای سیکل کارنو………………………… 14

1-5-پژوهش پیش روی………………………..14

فصل دوم : ادبیات تحقیق

2-1-مقدمه………………………… 15

2-2-مطالعات تجربی ………………………..16

2-2-1-سیال عامل………………………… 16

2-2-2-هندسه………………………… 16

2-2-3-میدان جریان داخلی…………………………. 20

2-2-3-1-آشکارسازی جریان………………………… 20

2-2-3-2-توزیع‌های سرعت در داخل لوله ورتکس……………….. 21

2-2-3-3-اثبات تجربی جریان گردشی ثانویه……………………. 22

2-3-توسعه تئوری……………………….. 25

2-3-1-انتقال حرارت اصطکاکی…………………………. 25

2-4-مدل جریان صوتی در لوله ورتکس………………………….. 27

2-5-مطالعات دینامیک سیالات محاسباتی………………………. 29

فصل سوم : معادلات حاکم

3-1-مقدمه………………………… 33

3-2-تاریخچه CFD………………………….

3-3-کاربردهای CFD………………………….

3-4-معادلات ناویر استوکس………………………….. 34

3-5-معادلات حاکم در بخش دینامیک سیالات محاسباتی…………… 35

3-5-1-مدل ……………………………. 36

3-5-2-مدل …………………………….. 40

3-5-3-مدل …………………………………….. 41

3-6-شرایط مرزی…………………………. 43

فصل چهارم : نتایج

4-1-مقدمه………………………… 44

4-2-بررسی تجربی………………………..44

4-2-1-نتایج بررسی تجربی…………………………. 47

4-2-2-اندازه‌گیری خطا……………………….. 48

4-2-3-منابع خطا ………………………..48

4-2-3-1-خطای شخص………………………..48

4-2-3-2-خطای دستگاه ………………………..48

4-2-3-3-خطای منظم (سیستماتیک)……………………….. 48

4-2-3-4-خطای کاتوره ای(نامنظم)……………………….. 48

4-2-4-خطای مطلق………………………… 48

4-2-4-1-عدم قطعیت و آنالیز خطا……………………….. 48

4-3-شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی……………………… 53

4-3-1-روش بکار گرفته‌شده……………………….. 53

4-3-2-استفاده از نتایج تجربی…………………………. 54

4-3-3-مدل دینامیک سیالات محاسباتی لوله ورتکس…………………. 54

4-3-4-شرایط مرزی…………………………. 59

4-3-4-1-ورودی نازل‌ها……………………….. 59

4-3-4-2-خروجی سرد………………………… 59

4-3-4-3-خروجی گرم……………………….. 59

4-3-5-مطالعه استقلال از شبکه………………………..60

4-3-6-انطباق شبکه………………………… 62

4-3-7-نتایج عملکرد مدل های توربولانسی…………………………. 63

4-3-7-1-کانتورهای دما……………………….. 66

4-3-7-2-توزیع های سرعت مماسی  ،و محوری …………………. 72

4-3-7-3-کانتور چگالی…………………………. 73

4-3-7-4-کانتورهای عدد ماخ………………………… 74

4-3-7-5-نمایش خطوط جریان………………………… 76

4-3-8-خطای شبیه سازی…………………………. 79

4-3-9-نمودار باقیمانده……………………….. 80

4-3-10-عملکرد شبکه با ساختار نامنظم………………….. 82

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها

5-1-نتیجه‌گیری…………………………. 85

5-2-پیشنهادها……………………….. 86

پیوست………………………….. 88

گسسته سازی معادلات CFD حاکم…………………….. 88

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان: