دانلود پایان نامه : جریان حول اجسام جریان بند

محتوای این بخش : پایان نامه جریان حول اجسام جریان بند 100 صفحه

 دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                             صفحه

فصل اول: دیباچه

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

2-1-رفتار جریان روی موانع…………………………………………………………………. 3

4-1-تحریک لایه مرزی…………………………………………………………………………… 5

5-1-تاریخچه مطالعات و تحقیقات انجام شده…………………………………………. 7

7-1-هدف پروژه…………………………………………………………………………………. 11

فصل دوم: معادلات حاکم بر جریان

1-2-معادلات حاکم در جریان آرام………………………………………………………… 13

2-2-توصیف فرآیندهای سیال و ساده‌سازی آن‌ها………………………………… 15

3-2-مفهوم جریان آرام………………………………………………………………………… 17

4-2-نیروهای برشی و فشاری…………………………………………………………….. 18

5-2- رابطه بین اصطکاک سیال و انتقال حرارت…………………………………….. 19

6-2-مفهوم انفصال………………………………………………………………………………. 19

7-2-طرح QUICK……………………………………………………………………………….. 21

8-2-انفصال معادلات حاکم…………………………………………………………………… 26

1-8-2-انفصال جمله وابسته به زمان……………………………………………….. 27

2-8-2- انفصال جملات جابه‌جایی…………………………………………………….. 28

3-8-2-انفصال جملات پخش……………………………………………………………. 30

4-8-2-ضرایب جبری معادله انفصال……………………………………………….. 30

9-2-شبکه جابه‌جا شده………………………………………………………………………… 33

10-2-الگوریتم سیمپل………………………………………………………………………… 35

فصل سوم: اجرای برنامه توسط نرم‌افزار Fluent

1-3- مقدمه………………………………………………………………………………………….. 41

2-3-تولیدهندسه مسئله درنرم افزارGambit))……………………………………… 41

اجرای برنامهFluent) )………………………………………………………………………………

فصل چهارم: بررسی عملکرد برنامه و نتایج

4- مقدمه……………………………………………………………………………………………… 57

1-4- بررسی نتایج حاصل از هندسه اول …………………………………………….. 58

1-1-4- بررسی توزیع عدد ناسلت موضعی در سطوح مختلف مانع مربعی 58

2-1-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد رنولدز روی سطوح مختلف مانع          63

3-1-4- بررسی متوسط عدد ناسلت روی کل سطح مانع مربعی……………. 64

2-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه دوم……………………………………………. 65

1-2-4- بررسی کانتورهای جریان……………………………………………………….. 65

2-2-4- تأثیر فاصله مانع از دیواره کانال بر عدد ناسلت………………………. 73

3-2-4- تأثیر افزایش عدد رینولدز بر ناسلت میانگین………………………….. 77

4-2-4- تأثیر مانع مربعی بر ضریب اصطکاک……………………………………… 79

3-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه سوم…………………………………………… 86

1-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت بر افزایش عدد رینولدز در نسبت‌های متغیر 87

2-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط بر حسب تغییر فاصله بین دو مانع        88

3-3-4- مقایسه ضریب درگ و برا برای موانع مربعی…………………………… 89

4-3-4- تأثیر افزایش فاصله موانع بر ضریب درگ……………………………….. 90

4-4- جمع‌بندی و نتایج……………………………………………………………………….. 94

5-4- پیشنهادات و کار های آینده…………………………………………………………. 95

6-4- فهرست مراجع…………………………………………………………………………………

1-1- مقدمه

بیش ازیکصدسال پیش تا کنون جریان حول اجسام جریان بند ( مانع) با سطح مقطع دایره ای ومربعی، توجه بسیاری ازمحققین را به خودجلب کرده است. موضوع جریان حول این اجسام وپدیده پخش گردابه ناشی ازآن به خاطر وجودکاربردهای عملی درمهندسی ازاهمیت زیادی برخورداراست ؛ ازجمله کاربردهای عملی این نوع جریان ها، می توان به جریان حول دودکش ها ، ساختمانها وسازه های بلند، سازه های دریایی، پلهای معلق، بال هواپیما، پروانه کشتی ودکل ها وبسیاری ازموارددیگراشاره نموداین نوع جریان اغلب شامل پدیده های پیچیده ای ازقبیل جدایش جریان ، ویک، جریان های برشی ، جریان گردابه ای وپخش گردابه هستند. دراعداد رینولدزبسیارکم ، جریان حول این گونه اجسام کاملا” به آنها چسبیده وجدایش رخ نمی دهد باافزایش عددرینولدز، جریان ازسطح آنها جدا شده ویک جفت گردابه متقارن درپشت آنها تشکیل می شودکه با افزایش عددرینولدز،ابعادگردابه ها نیزبزرگترمی شود. با افزایش بیشترعددرینولدزگردابه ها حالت نوسانی پیدا کرده ودرجریان پخش می شوددراین حالت جریان ازحالت دائم به حالت غیردائم تبدیل می شود. درحالیکه این گونه هندسه ها ازلحاظ مکانیک سیالات به طور وسیعی توسط محققین بررسی شده اند مساله انتقال حرارت دراین هندسه ها به آن گستردگی بررسی نشده ونیازمند مطالعات بیشتری است، لذا سعی شده است دراین تحقیقات بیشتربه جنبه انتقال حرارتی این گونه هندسه ها توجه گردد

2-1-رفتار جریان روی موانع

هنگامی که فشار در پایین دست جریان افزایش می‌یابد، ضخامت لایه مرزی به سرعت زیاد می‌شود. این گرادیان معکوس و نیروی برشی مرزی باعث کاهش اندازه حرکت در لایه مرزی خواهد شد و اگر هر دو عامل فوق در طول قابل توجهی از مسیر مؤثر باشند، سبب توقف لایه مرزی می‌شوند که این پدیده را جدایش می‌نامند. خطوط جریان مرزی در نقطه جدایش از مرز مربوطه جدا می‌شوند و در پایین دست این نقطه گرادیان فشار معکوس باعث برگشت جریان در مجاورت جداره می‌شود. ناحیه پایین دست خطوط جریان که از مرز جدا می‌شود موسوم به جریان برگشتی است. اثر جدایش، کاستن از مقدار خالص کاری است که یک جزء سیال می‌تواند بر سیال احاطه کننده خود با صرف نیروی جنبشی انجام دهد و در نهایت بازیافت فشار کامل نبوده و اتلافات (کشش) نیز افزایش می‌یابد.

پروژه پایان نامه کارشناسی رشته مکانیک حرارت و سیالات - Desicant cooling system

محتوای این بخش : پروژه پایان نامه کارشناسی رشته مکانیک حرارت و سیالات 140 صفحه

 دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد

مقدمه:

سیستم های دیسکنت که یکی از ترکیبات سیستم های HVAC محسوب می‌شوند به جهت مزیت های ویژه ای که دارند در صنعت و تجارت امروز از همنوعان دیگر خود بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. مهمترین تفاوت هایی که باعث تمایز بین سیستم دیسکنت و دیگر خنک کننده های قراردادی وجود دارد عبارتند از:

بحث وجود مقدار زیاد هوا که باید از ساختمان تخلیه شود

بحث برگرداندن هوای تهویه شده ای که از ساختمان خارج شده برای تهویه مجدد ساختمان

بحث هزینه های برق مصرفی توسط سیستم ها

که سیستم های دیسکنت با توجه به تغییراتی که درون‌آن انجام داده شده است خود نیز از دو لحاظ از همدیگر متمایز می شوند که آن نیز عبارت است از:

1-هزینه برق مصرفی

2-مقدار نگهداری آب از طریق جذب

که می شود گفت از دو نظر عمده:

1-کنترل رطوبت دردمای پایین

2-هزینه کم برای انرژی

در بحث های سیستم HVAC مشتریان به دنبال دستگاهی که می گردند که علاوه بر فراهم کردن راحتی مورد نظر برای آنان از نظر اقتصادی نیز برای آنان به صرفه باشد.

و مطمئنا می توان گفت که هر چه مقدار درجه حر ارت درخواستی و رطوبت مورد نیاز کمتر باشد ارزش واهمیت سیستم های دیسکنت در برابر همنوعان خنک کننده قراردادی خود بیشتر جلوه خواهد کرد.

ودر طراحی های معمولی اگر از دیسکنت به غیر از مزیت های آن و به مثابه یک سیستم هیبرید معمولی استفاده شود کاملا بی فایده و در بعضی مواقع به لحاظ فیزیکی و ابعاد از نظر اقتصادی نیز به صرفه نیست.

می توان گفت که هنگامی که مقدار زیادی از هوای تازه نیاز است وقتی که هوای تخلیه شده میتواند به صورت تبخیری خنک شود و برای Post-cooling هوایی که از چرخ خشک کن می گذرد استفاده میشود. به علاوه این سیستم به جهت کم کردن انرژی مورد نیاز برای تقطیر وجذب بخار موجود در هوا میزان برق بسیار کمی را استفاده می‌کند. هنگامی که این دو شرط با هم ترکیب می شوند مانند هنگامی که مقدار زیادی از هوا تهویه شده باید به ساختمان موجود اضافه گردد در محفظه ای که دارای اوج هزینه برق مصرفی است سیستم دیسکنت هم انرژی وهم هزینه اولیه را در مقابل بقیه روش های اضافه کردن هوای تازه افزایش یافته را کاهش خواهد داد.

تنها استفاده در موارد بالا فقط در آب وهوای شمال دور وارتفاعات بلند می‌باشد.

تاریخچه

بیشتر از 15 سال قبل سیستم های فعال دیسکنت به عنوان یک از متداول ترین انواع سیستم HVAC در ساختمان های تجاری که نیاز کمتری به سطح درجه رطوبت داشتند رایج شد. سوپر مارکت ها ویخچال های خانگی همگی جز سیستمهای یخچالی هستند که در آن ها اصل این است که سرمای هوا وقتی بیشتر اثر می گذارد که بیشترین با رطوبت ساختمان به وسیله سیستم فعال دیسکنت از بین برود. البته قبل از آن سازنده های سیستم های دیسکنت برای ساختمان تجاری ابتدائا روی واحدهایی از نوع چرخ دیسکنت( دیسکنت جامعه ) متمرکز شده بودند و آن را مورد استفاده قرار میدادند اما در بازارهای صنعتی سیستم دیسکنت مایع به صورت بسیار موثر از دهه 20 مورد استفاده قرار گرفته شده اند. در سال های اخیر سازنده ای تجهیزات دیسکنت بالغ فعالیت های خود را در بازارهای تجاری گسترش داده اند.

مشخصه های بی نظیر سیستم دیسکنت مایع مانند هزینه در رقابت با دیسکنت جامعه و سیستم های خنک کننده قراردادی مشکل را مرتفع می‌کند.

مدارس شخصی مغازه های خرده فروش، رستوران ها، هتل ها،سینما ها و.. معمولا خواستار کنترل رطوبت نیستند. بلکه آن ها فقط رطوبت معتدل را می خواهند ومی گویند وقتی که افزایش رطوبت به بالای 60% رطوبت نسبی برسد ممکن است آسودگی را کم کند ولی از لحاظ دیگر افزایش مدل ها ممکن است انتظار را بیشتر کند اما به ندرت به درآمد و سود خسارت وارد می‌کند.

در تهویه ساختمان های اداری نیز بقیه مزیت های سیستم فعال دیسکنت کمتر آشکار هستند مخصوصا چون راه زیادی برای برطرف کردن رطوبت بالا از هوای تهویه شده وجود دارد. هر چند به دلیل موفقیت سیستم دیسکنت مالک ها به کنترل رطوبت بیشتر از بحث اقتصادی آن اهمیت می دهند.

ومیتوان گفت که چون افزایش تهویه تاثیر ضدرطوبت ساز را در واحدهای HVAC کم می‌کند ومشکل هایی برای این سیستم ها به و جود می آورد پس استفاده از سیستم های فعال و انفعالی دیسکنت می تواند از هر جهت به درخواست مورد نظر کمک کند.

به طور مثال در بیمارستان رطوبت بالا باعث عفونت میکروب های هوازی بود وکپک می گردد. دکترها برای ضدعفونی کردن از آنتی بیوتیک ها استفاده می کنند اما این تاکتیک برای اعمال جراحی چشمی و زایمان قابل استفاده واجرا نیست.

ولی استفاده از سیستم دیسکنت مایع به راحتی این مشکل را مرتفع می سازد و بر شدت پاکیزگی اتاق می افزاید.

شرح:

به طور کل چندین راه برای تهیه وآماده سازی اساس کنترل رطوبت وجود دارد که به ترتیب عبارتند از

1-فشار اتاق

افزایش فشار اتاق به دلیل عبور تدریجی ونفوذ رطوبت در اتاق امری قطعی است وهر چه رطوبت بیشتر باشد فشار اتاق بیشتر می شودوبرای همین بهتر است سیستم دیسکنت و راهروی آن در ورودی اتاق به عنوان محیطی برای مسدودکردن هوا با یک دری که به سمت خارج باز می شود قرار گیرد.

2-واحد هوای تازه (هوا ساز)

ثابت نشده است که تازه بودن هوای اتاق برای بسیاری از تاسیسات ارزشمند است.

ونظارت برحس گر فشار اتاق و میزان هوای تازه بر حسب نوع عملکرد دقیق تر صورت می گیرد.

بنابراین سیستم هوا ساز اتاق از دگرگونی های ناشی از شرایط بیرون تاثیر نمی پذیرد.

3-حصار بخار

بخار ناشی از رطوبت می تواند از طریق دیوار کف وسقف با ایجاد واختلاف فشار بخار عبور کند. هر چه اختلاف بین سطح رطوبت داخل وبیرون اتاق بیشتر گردد فشار بخار برای رطوبتی که سعی می‌کند داخل اتاق بیاید بیشتر است و هر چه قدر این فشار بیشتر باشد مانع محکمتری برای نفوذ رطوبت است.

ماده ساده ای مثل ورقه آلومنیوم بهترین مانع بخار است ولی باید به طور کامل نسبت به مهدومو کردن آن اقدام شود. ضد زنگ نیز یک محافظ و مانع خوب برای بخار است.

معمولا برای طراحی ها طراح عموما در حالت عادی از طرح سایکرومتریک برای انتخاب خشک کننده در شرایط درخواستی و به منظور رسیدن به رطوبت ودرجه دما درخواستی استفاده می‌کند.

طراح باید موارد زیر را در طراحی خود مدنظر داشته باشد:

1-بیشتر کویل های خنک کننده دقیقا آن چنان که مشخص شده کار نمی کنند.

2-چکه ها و تراوشات همیشه در دستگاه جابه جاکننده هوا ومجاوری ولوله های هوا وجود دارد.

3-درجه تقطیر دستگاه همیشه در آن نقطه ای که مشخص شده نمی ماند

4-جریان هوا در وضعیت مشخص ومعینی نمی ماند.

بنابراین یک طرح کنترل رطوبت مناسب خوب باید بیش از آن که یک هواساز راحت وقراردادی باشد یک مقاوم و مانع خوب وکامل باشد. قبلا طراح با افزایش قدرت گرم کننده وخنک کننده ها این مشکلات را حل می کردن ولی لازم به ذکر است این مورد بسیار مصرف کننده وخوزنده انرژی می‌باشد و از لحاظ اقتصادی به صرفه نیست.

در رطوبت های درخواستی برای RH بالای %50-60 طراح براحتی می تواند با به کاربردن کویل های ومبدل ها رطوبت وسرمای مورد نظر را فراهم کند.

البته هر چه میزان رطوبت پایین تر بیاید به خاطر وجود درجه بسیار پایین هوا(نزدیک به 10c) ورطوبت نسبی بالایی که وجود دارد احتمال دارد که داخل لوله ها ومجاری کپک بزند و بنابراین باید نسبت به به کارگیری پوشش ها به دور لوله گرما دردستگاه هواساز یا در دستگاه جابه جا کننده هوا توجه شود. لوله گرمایی لفافه دار می تواند ظرفیت انتقال آب کویل خنک کننده را به اندازه 1.5 برابر کویل خنک کننده بدون لوله گرما بهبود بخشد.