معرفی و دانلود کتاب انتقال حرارت جابجایی در محفظه T شکل

معرفی کتاب انتقال حرارت جابجایی در محفظه T شکل

در کتاب انتقال حرارت جابجایی در محفظه T شکل، به تالیف عباس کسایی پور به علت انتقال حرارت یا گرما در اثر اختلاف دما پرداخته می‌شود و همواره از سمت گرم‌تر به سمت سردتر حرکت می‌کند.

این انتقال حرارت به سه روش هدایت، جابجایی و تشعشع انجام می‌گیرد. انتقال حرارت هدایتی وقتی خواهیم داشت که در یک محیط ساکن گرادیان دما وجود داشته باشد. جابجایی هنگام حرکت یک سیال از مجاور یک سطح با دمای متفاوت مطرح می‌شود. کلیه سطوح با توجه به دمایی که دارند از خود انرژی صادر می‌کنند. بنابراین در غیاب یک ماده واسطه بین دو سطح با دماهای متفاوت انتقال گرمای خالص تابشی رخ می‌دهد.

انتقال حرارت جابجایی در واقع شامل دو مکانیزم است. به عبارتی علاوه بر پخش انرژی در اثر حرکت راندم مولکول‌ها، در کتاب انتقال حرارت جابجایی در محفظه T شکل، حرارت از طریق حرکت کلی سیال نیز منتقل می‌شود. می‌توان گفت که حرکت کل سیال با دمای متفاوت با دمای سطح باعث انتقال حرارت می‌شود، که این انتقال حرارت شامل هر دو مکانیزم فوق است.

بر اساس طبیعت جریان سیال می‌توان انتقال حرارت جابجایی را به جابجایی اجباری و جابجایی آزاد تقسیم‌بندی کرد. در جابجایی اجباری عامل حرکت سیال یک عامل خارجی، مانند پمپ، فن و یا وزش باد است. ولی در جابجایی آزاد (طبیعی) حرکت سیال در اثر نیروهای غوطه‌وری است که در نتیجه تغییرات جرم حجمی در اثر گرادیان دما در سیال به وجود می‌آید. مواقعی که جریان جابجایی اجباری در اثر جریان سیال با سرعت کم داشته باشیم، جابجایی آزاد نیز می‌تواند در رفتار سیال اثر بگذارد و به عبارتی جابجایی توأم آزاد و اجباری داشته باشیم.

در جابجایی آزاد، حرکت سیال ناشی از نیروی غوطه‌وری در سیال است. نیروی غوطه‌وری در اثر حضور توأم گرادیان چگالی سیال و نیروی جسمی متناسب با آن به وجود می‌آید. نیروی جسمی، در عمل گرانش است هر چند که نیروی کریولیس در حرکت‌های چرخشی اقیانوس یا جو نیز می‌تواند به عنوان نیروی جسمی عمل کند. گرادیان چگالی جرمی در یک سیال به دلایل مختلف می‌تواند ایجاد شود که متداولترین آنها حضور گرادیان دماست.

چگالی گازها و مایعات به دما بستگی دارد و معمولاً با افزایش دما (به دلیل انبساط سیال) کاهش می‌یابد. البته باید توجه داشت که حضور گرادیان چگالی لزوماً موجب جریان جابجایی در سیال نمی‌شود. باید گرادیان چگالی به نحوی باشد که چگالی سیال در جهت گرانش کاهش یابد و اختلاف دما از یک حد بحرانی تجاوز کند تا با غلبه نیروهای غوطه‌وری بر اثرات نیروهای اصطکاکی شرایط ناپایدار ایجاد شود. اگر سیالی بین دو صفحه افقی در دماهای متفاوت قرار گرفته باشد دو حالت اتفاق می‌افتد. در یک حالت دمای صفحه پایینی بیشتر از دمای صفحه بالایی است و در حالت دیگر دمای صفحه پایینی کمتر از دمای صفحه بالایی است.

در حالت بیشتر بودن دمای صفحه پایینی چون چگالی در جهت گرانش کاهش می‌یابد، اگر اختلاف دما از حد بحرانی بیشتر شود شرایط ناپایدار ایجاد می‌شود. در حالت کمتر بودن دمای صفحه پایینی چون چگالی در جهت نیروی گرانش کم نمی‌شود، امکان ایجاد جریان چرخشی و شرایط ناپایدار وجود نداشته و حرکت توده سیال به وجود نمی‌آید. نهایتاً در حالت اول انتقال حرارت از سطح گرم به سطح سرد در اثر جابجایی آزاد صورت می‌گیرد و در حالت دیگر انتقال حرارت از سطح گرم به سطح سرد در اثر هدایت روی می‌دهد.

فهرست مطالب کتاب

سخنی با خواننده
تقدیم و تشکر
فصـل اول
انتقال حرارت جابجایی
عدد ریچاردسون
نیروی غوطه‌وری
نانوسیالات
معرفی نانوسیال و کاربردهای آن
میدان مغناطیسی
تعریف چند پارامتر مهم در مسائل هیدرودینامیک مغناطیسی
تقریب‌های جریان هیدرودینامیک مغناطیسی
کارهای انجام شده
فصـل دوم
جابجایی آزاد در محفظه T شکل
جابجایی توام در محفظه T شکل
معادلات حاکم بر جریان سیال
محاسبه نیروی بویانسی
محاسبه نیروی لورنتس
خواص نانوسیال
معادلات حاکم بر جریان نانوسیال تحت میدان مغناطیسی
بی‌بعدسازی معادلات حاکم بر جریان جابجایی آزاد
بی‌بعدسازی معادلات حاکم بر جریان جابجایی توام
فصـل سوم
استاندارد سازی معادلات مطابق فرم کلی معادله دیفرانسیل بقا
گسسته‌سازی معادلات
جبری کردن جملات جابجایی و پخش
نقاط اصلی وفرعی در شبکه اصلی
جبری کردن جمله های چشمه و گرادیان فشار
جبری کردن معادلات حاکم بر جریان
معادله‌ی جبری U
معادله جبری V
معادله جبری تصحیح فشار
معادله‌ی جبری  
شرط مرزی در محفظه باز
شرط مرزی هیدرودینامیکی
شرط مرزی حرارتی
غیرفعال کردن شبکه
الگوریتم حل معادلات
معیار همگرایی
فصـل چهارم
صحت کد کامپیوتری
جابجایی آزاد هوا در یک محفظه مربعی
جابجایی آزاد نانوسیال در یک محفظه C شکل
جابجایی آزاد در یک محفظه مربعی تحت میدان مغناطیسی
جابجایی توام در یک محفظه مربعی شکل با ورود و خروج نانوسیال
جابجایی آزاد در یک محفظه T شکل پر شده از  نانوسیال
استقلال حل از شبکه
عوامل موثر بر نرخ انتقال حرارت جابجایی آزاد در محفظه T شکل
اثر عدد ریلی و میدان مغناطیسی در محفظه افقی ( )
اثر چرخش محفظه ( )
عوامل موثر بر نرخ انتقال حرارت جابجایی توام در محفظه T شکل
اثر عدد رینولدز و میدان مغناطیسی
اثر عدد ریچاردسون و نسبت منظری محفظه
نتیجه گیری
پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده
منـابع و مآخـذ
منابع