Difference between revisions 31528 and 31529 on fawikibooks

==سرآغاز==
فصل هفتم به بررسی جریان خارجی و انتقال گرما در آن می پردازد. در این فصل مسائل جابه جایی واداشته، با سرعت کم و بدون تغییر فاز در سیال مورد بررسی قرار می گیرد. نیروی شناوری در این فصل نقشی ندارد و جابه جایی واداشته حرکت نسبی بین سیال و سطح با وسایل خارجی مانند پمپ ها و فن ها تامین میگردد. قسمت اول این فصل به بررسی جریان خارجی در روی صفحه تخت و در قسمت بعد به بررسی جریان بر روی عرض یک استوانه می پردازد. و در قسمت های بعد تر جریان عرضی در دسته لوله ها، جت های برخورد کننده مورد کاوش و جستجو قرار می گی(contracted; show full)
و در نهایت رابطه چرچیل را بیان می کنیم:

     
<math>{{\overline{Nu}}_{D}}=0.3+\frac{0.62{{\operatorname{Re}}^{\frac{1}{2}}}{{\Pr }^{\frac{1}{3}}}}{{{[1+{{(\frac{0.4}{\Pr })}^{\frac{2}{3}}}]}^{0.25}}}{{[1+{{(\frac{\operatorname{Re}}{282000})}^{\frac{5}{8}}}]}^{\frac{4}{5}}}</math>



کره





آثار لایه مرزی در جریان روی کره خیلی شبیه آثار مربوط به استوانه است. در هر دو گذار و جدایی نقش مهمی دارند.در اعداد رینولدز خیلی کوچک (جریان خزشی)ضریب درگ با اعداد رینولدز به طور معکوس متناسب است و رابطه آن را قانون استوکس می گویند





<math>\begin{align}
  & {{C}_{D}}=\frac{24}{{{\operatorname{Re}}_{D}}} \\ 
 & {{\operatorname{Re}}_{D}}<0.5 \\ 
\end{align}</math>



رابطه های گوناگونی برای انتقال گرما در این حالت داده شده اند و رابطه ویتاکر به صورت زیر است:



<math>\begin{align}
  & \bar{N}{{u}_{D}}=2+(0.4{{\operatorname{Re}}_{D}}^{\frac{1}{2}}+0.06{{\operatorname{Re}}_{D}}^{\frac{2}{3}}){{\Pr }^{0.4}}{{(\frac{\mu }{{{\mu }_{s}}})}^{\frac{1}{4}}} \\ 
 & 0.71<\Pr <380 \\ 
 & 3.5<{{\operatorname{Re}}_{D}}<7.6\times {{10}^{4}} \\ 
\end{align}</math>



تمام خواص به غیر از <math>{{\mu }_{s}}</math> در<math>{{T}_{\infty }}</math> محاسبه می شوند.
یکی از حالت های خاص برای انتقال گرمای جابه جایی از کره ها انتقال گرما از قطره های مایعی است که به طور آزاد سقوط می کنند و در این مورد اغلب از رابطه رانز و مارشال استفاده می شود:




<math>\bar{N}{{u}_{D}}=2+0.6{{\operatorname{Re}}_{D}}^{\frac{1}{2}}{{\Pr }^{\frac{1}{3}}}</math>



در حد<math>{{\operatorname{Re}}_{D}}\to 0</math> معادله های بالا به <math>\bar{N}{{u}_{D}}=2</math> تبدیل می شوند که متناظر است با انتقال گرمای رسانشی از یک سطح کروی به محیط ساکن نامتناهی در پیرامون سطح.⏎
⏎
⏎

مثال:صفحه ای تخت به طول 1متر و عرض 1 متر داریم که در معرض هوای آزاد با دمای 300 کلوین و سرعت یک متر بر ثانیه قرار می گیرد.اگر صفحه تحت شرط مرزی شار ثابت با مقدار 100 وات بر متر مریع قرار گیرد،مطلوب است:<br />
الف)دمای متوسط سطح.<br />
ب)بیشترین دمای صفحه.
<br />
[[پرونده:Amin200.jpg]]
<br />
حل مسئله:برای خواندن خواص نیاز به دمای متوسط سطح می باشد ولی در اینجا ما به دنبال پیدا کردن آن می باشیم.پس دمای سطح را حدث می زنیم.
<br />
(contracted; show full)
 & \overset{\bullet }{\mathop Q}\,=\overset{\bullet }{\mathop m}\,{{c}_{p}}({{T}_{2}}-{{T}_{1}})\to {{T}_{2}}=93+\frac{-1300W}{0.216\times 1675}={{89.4}^{{}^\circ }}c \\ 
\end{align}</math>
در این فرآیند دمای سطح پلاستیکی به اندازه ی 6.4 درجه ی فارنهایت کاهش یافته است که در اثر عبور جریان های آزاد از روی صفحه است.برای بهتر شدن نتایج می توا دما را به جای 200 درجه ی فارنهایت برابر 196.4 درجه ی فارهایت در نظر گرفت.اما این تغییرات تاثیر چندانی در نتیجه ندار.