Difference between revisions 31529 and 31567 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)
شرط :

<math>{{\operatorname{Re}}_{x,c}}\le {{\operatorname{Re}}_{L}}\le {{10}^{8}}</math>


==جریان جابجایی اجباری عمود بر استوانه==
حرکت سیال در امتداد عمود بر محور یک استوانه دوار یکی دیگر از جریانهای خارجی
 است.جریان آزاد در نقطه رکود جلویی به سکو ساکن می رسشود و فشار آن افزایش می یابد.از این نقطه به بعد با افزایش xفشار کاهش یافته ولایه مرزی تحت تاثیر شیب فشار مطلوب<math>({}^{dp}\!\!\diagup\!\!{}_{dx}\;\le 0)</math> گسترش میابد ولی سرانجام فشار به یک مقدار حداقل می رسد و لایه مرزی همراه با شیب فشار معکوس به طرف عقب استوانه گسترش میابد
وقوع گذار در لایه مرزی که به عدد رینولدز بستگی دارد شدیدا بر مکان نقطه جدایش تاثیر می گذارد.قطر استوانه دوار طول مشخصه آن است و عدد رینولدز به صورت زیر تعریف می شود

<math>{{\operatorname{Re}}_{D}}=\frac{\rho vD}{\mu }=\frac{vD}{\nu }</math>

پون تکانه سیال در لایه مرزی متلاطم بزرگتراز تکانه در لایه مرزی لایه ای است گذار باعث تاخیر جدایی می شود.اگر <math>\operatorname{Re}{}_{D}\le 2\times {{10}^{5}}</math> لایه مرزی از نوع لایه ای است و جدایی در <math>\theta \simeq {{80}^{\circ }}</math>روی می دهد.ولی اگر <math>{{\operatorname{Re}}_{D}}\ge 2\times {{10}^{5}}</math>گذار در لایه مرزی روی می دهد و جدایی تا<math>\theta \simeq {{140}^{\circ }}</math>به تاخیر می افتد.
این فرایندها بر نیروی درگ روی استوانه شدیدا تاثیر می گذارند.این نیرو دو مولفه دارد.یکی ناشی از تنش برشی جداری در لایه مرزی است(درگ اصطکاکی )و مولفه دیگر (درگ فرم یا درگ فشاری)ناشی از اختلاف فشار در جهت جریان بر اثر تشکیل ویک می باشد.ضریب درگ بی بعد را به صورت زیر می توان تعریف کرد:
 
<math>{{C}_{D}}=\frac{{{F}_{D}}}{{{A}_{f}}(\rho {}^{{{V}^{2}}}\!\!\diagup\!\!{}_{2}\;)}</math>

که در آن<math>{{A}_{f}}</math> سطح پیشانی استوانه است(سطح تصویر در امتداد عمود بر سرعت جریان آزاد).ضریب درگ تابعی از عدد رینولدز است.براای<math>\operatorname{Re}<2</math>تاثیرات جدایی ناچیزند و شرایط تحت تاثیر درگ اصطکاکی اند.ولی با افزایش عدد رینولدز اثر جدایی و نیز درگ فرم مهم تر می شود.کاهش بیشتر<math>{{C}_{D}}</math>که برای 
<math>{{\operatorname{Re}}_{D}}>2\times {{10}^{5}}</math> روی می دهد ناشی می شود از گذار در لایه مرزی،که جدایی را به تاخیر می اندازد،و از این رو گسترش ناحیه ویک و مقدار درگ فرم کاهش می یابد.
برای تغییرات عدد ناسلت محلی  بر حسب <math>\theta </math>برای استوانه با شرایط متناظر با <math>{{\operatorname{Re}}_{D}}\le {{10}^{5}}</math> را در نظر میگیریم. از نقطه رسکودن به بعد بعه علت گسترش لایه مرزی لایه ای ناسلت با افزایش <math>\theta </math>کاهش می یابد و در <math>\theta \simeq {{80}^{\circ }}</math> به حداقل می رسد.در اینجا جدایی روی می دهد و از این به بعد به علت آمیختگی ناشی از گسترش گرداب در ویک ،ناسلت بر حسب<math>\theta </math> افزایش می یابد.در مقابل برای <math>{{\operatorname{Re}}_{D}}\ge {{10}^{5}}</math> تغییرات ناسلت با دو مینیمم مشخص می شود.کاهش ناسلت از مقداری که در نقطه رکود داردمجددا ناشی از گسترش لایه مرزی ل(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.