عنوان
شبيه‌سازي چند مقياسي انتقال حرارت تابشي در محيط متخلخل فيبري به‌منظور استخراج ضرايب مؤثر حاكم
نويسنده اصلي
ايمان قاسمي مرزبالي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در دهه‌هاي اخير شبيه‌سازي پديده‌هاي انتقال در محيط‌هاي متخلخل پيشرفت‌هاي مهمي را شاهد بوده است. جزئيات هندسي موجود در مقياس ميكرو، تأثير قابل توجهي بر پديده‌هاي انتقال خواهد داشت. بنابراين احتساب اين جزئيات در شبيه‌سازي ضروري مي‌نمايد. اما شبيه‌سازي تمام مسأله در مقياس ميكرو امكان‌پذير نيست. يك روش براي حل اين محدوديت، شبيه‌سازي بخشي از هندسه در مقياس كوچك با احتساب جزئيات و استخراج پارامترهاي مؤثر مي‌باشد. يكي از انواع محيط‌هاي متخلخل، محيط فيبري بوده كه در هيترهاي تابشي كاتاليستي كاربرد دارد كه از آن به‌عنوان پايه كاتاليست احتراق استفاده مي‌شود.
در پژوهش حاضر، به شبيه‌سازي عددي انتقال حرارت هدايت و تابش در مقياس ميكرو با تاكيد بر تابش حرارتي در هندسه محيط متخلخل فيبري پرداخته شد. هندسه با استفاده از مشخصات بدست‌آمده از تصويربرداري ميكروسكوپي، در قالب يك كد در گروه احتراق كاتاليستي آزمايشگاه انرژي، آب و محيط زيست دانشگاه علم و صنعت بازسازي گرديده است. اندازه‌ي دامنه‌ي محاسباتي با توجه به مقياس برينكمن و همچنين بررسي استقلال نتايج بدست‌آمده از اندازه‌ي دامنه محاسباتي به گونه‌اي تعيين شد كه بتواند نماينده‌ي مناسبي از كل محيط متخلخل فيبري مورد نظر باشد. پس از بررسي استقلال نتايج از تعداد سلول محاسباتي در دامنه و اعتبارسنجي مدل بدست‌آمده با نتايج و روابط موجود در ادبيات فن، تأثير پارامترهاي هندسي محيط متخلخل از قبيل ميزان كسر حجمي جامد، نحوه‌ي جهت‌گيري فيبرها در فضا و همچنين قطر آن‌ها بر ضرايب تشعشعي و انتقال حرارت مؤثر بررسي گرديد. طبق نتايج بدست‌آمده، با افزايش كسر حجمي جامد، ضريب انتقال حرارت مؤثر و ضريب انقراض افزايش مي‌يابند. با افزايش زاويه‌ي بين راستاي گراديان دمايي و محور فيبرها، ضريب انتقال حرارت مؤثر و ضريب انقراض روند كاهشي را نشان مي‌دهند. با افزايش قطر فيبرها ضريب انتقال حرارت تابشي مؤثر افزايش مي يابد اما اين افزايش با توجه به ثابت بودن كسر حجمي جامد، تأثير چنداني بر ضريب انتقال حرارت مؤثر كلي ندارد و همچنين ضريب انقراض نيز كاهش مي‌يابد.
شماره ركورد
190489
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
تبديل انرژي
استاد راهنما
دكتر سيى مصطفي حسينعلي پور - دكتر شهرياري