تحقیق پره های انتقال حرارت

لینک 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.