تحقیق پره های انتقال حرارت
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 9 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
مقدمه :
پره هاي انتقال حرارت در طيف وسيعي در صنايع هوا- فضا، برق ، شيمي،نفت ، تهويه ، توربين ها و نيروگاههاي اتمي و خورشيدي و ... کاربرد دارد.
طبيعتاً بهينه سازي اين پره ها، مسئله جالب و مورد علاقه مهندسين طراح مي تواند باشد.لذا مسئله را مي توان به اين شکل طرح کرد که پره براي مقدار حرارت معيني جهت انتقال، داراي کمترين جرم باشد.
اولين بار Schmidt يک توزيع دماي خطي را در طول پره فرض کرد و به مينيمم سازي حجم يا جرم پرداخت. سپس Duffin بحث وي را تأييد کرد و بعدها Razelos روي مقدار خطاي آنها بحث کرده در بحث ها و مقالاتي که اخيراً منتشر گرديده ، بعضاً تشعشع و ضرايب هدايت حرارتي متغير و ... نيز در نظر گرفته شده ولي هر کدام اغماض هايي داشته و محدوديت هايي را براي ساده سازي مسأله فرض کرده اند. در اين بررسي حاضر همه آنها لحاظ گريده و به صورت تحليلي – پارامتري به انتگرالهاي حجم، طول و به معادله تعيين کننده ضخامت در پايه انجاميده و در ادامه دياگرام هايي نيز به کمک روش هاي عددي جهت مينيمم سازي حجم پره ارائه شده است.
تئوري و آناليز در حالت کلي :
در پره هاي طولي و سوزني، همه داراي محور تقارن و امتداد يافته در جهت مستقيم و عمود بر پايه با مقاطع مستطيلي و دايره فرض شده اند و حرارت نيز به صورت يک بعدي منتقل مي شود فرض متغير بودن ضريب هدايت حرارتي با دما فرضي معقول و معمول است ولي ضريب انتقال حرارت کنوکسيوني با دما يک ارتباط تواني دارد. مثلا در انتقال حرارت در جوشش مايعات و يا کنوکسيون اجباري يا آزاد ، اين پديده بسيار قابل ملاحظه است.
اخيرا چنانکه Razelas & Imre نشان دادند ، ثابت گرفتن اين ضرايب خطاي زيادي را در حل مسئله ايجاد مي کند. Unal چنين رابطه اي را پيشنهاد مي کند:
که و ثوابتي هستند که مي توانند اعداد مختلفي بسته به شرايط کنوکسيون به خود نسبت دهند.
بررسي هايي نيز در جهت تأثير منبع حرارتي متناسب با دماي پره صورت گرفته است ولي ضرايب هدايت و کنوکسيون حرارتي ثابت فرض شده اند.
آناليز و تئوري پره هاي طولي:
معادله انرژي به صورت حالت يکنواخت در پره که توسط کنوکسيون و تشعشع انتقال حرارت صورت مي گيرد به صورت زير است :
(I)
البته مقدار را مي توان دقيقتر بيان کرد ولي معمولاً فرض مي شود. حال شکل زير را در نظر بگيريد:
اگر حالات کلي ضرايب هدايت و کنوکسيون را به شرح زير داشته باشيم:
و براي کاهش ارتفاع پره چنين رابطه اي را با يک پارامتر آزاد با دما برقرار کرده باشيم :
و نیز :
و براي منبع حرارتي نيز مي توان نوشت:
اگر روابط و فرض هاي فوق را در معادله ديفرانسيل قرار دهيم و طرفين را در ضرب کنيم و از شرايط مرزي زير استفاده کنيم .
خواهيم داشت :
و براي حجم داريم:
آناليز و تئوري پره هاي سوزني:
مشابه حالت قبل يک پره سوزني مطابق شکل در نظر مي گيريم .
اگر دماي بي بعد را و را داشته و از شرايط مرزي
و نيز کنوکسيون و تشعشع در انتهاي پره بهره جسته و با همان فرضيات و روشها براي منبع حرارتي و ضرايب حرارتي پيش رويم :
با عنايت به اين مطالب که 1>> است و و براي حجم پره خواهيم داشت :
تأثير ضرايب انتقال حرارت متغير :
براي اطمينان ار فرض های مسئله، ابتدا مسئله را براي يا ضريب هدايت حرارتي ثابت حل کرده و با منبع A.Razani & S.Sohrabpur مقايسه کرديم که دقيقاً تنايح مشابه و مساوي بودند که حاکي از يک ارتباط خطي بين و در mهاي متغير يا شرايط کنوکسيوني مختلف بود. به همين نوع بررسي ها براي n ها و m هاي متغير براي دو ماده مختلف مثل برليم و آلومينيوم که دقيقاً دو رفتار متفاوت در مقابل دما از نظر هدايت حرارتي دارند بررسي شدند و براي اطلاعات بيشتر به مرجع H.Helali & S.Sohrabpur مراجعه شود.