Difference between revisions 31778 and 31779 on fawikibooks

< previous diff
next diff >
مقدمه و روابط کلی
=== <span style="color: ORANGE;">سرآغاز</span> ===
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 (contracted; show full)=== <span style="color: ORANGE;">صفحه با شرط مرزی شار ثابت</span> ===
<br />
<br />
روابط موجود برای شرط مرزی شار ثابت عبارتند از:<br />
جریان لایه ای:<br />



  <math>Nu_{x}=0.453\operatorname{Re}^{1/2}\Pr ^{1/3}</math>
<br />
شرط برقراری رابطه بالا این است که:
 
<math>\Pr \ge 0.6</math>
<br />

  جریان متلاطم:<br />

<math>Nu_{x}=0.0308\operatorname{Re}^{4/5}\Pr ^{1/3}</math>
<br />
شرط برقراری رابطه بالا این است که:  
<math>0.6\le \Pr \le 60</math>
.<br />
در شرط مرزی شار ثابت از آنجاییکه دمای سطح ثابت نمی باشد لذا دمای متوسط سطح را به صورت زیر تعریف می کنیم:<br />



<math>\left( \overline{T_{s}-T_{\infty }} \right)=\frac{1}{L}\int_{0}^{L}{\left( T_{s}-T_{\infty } \right)dx=\frac{{q}''_{s}}{L}}\int_{0}^{L}{\frac{x}{kNu_{x}}dx}</math>
<br />

حال اگر رابطه ناسلت هر کدام از جریان ها را در رابطه بالا بگذاریم مقدار دمای متوسط سطح بدست خواهد آمد.همچنین از رابطه ی زیر نیز می توان مقدار ناسلت متوسط را بدست آورد:<br />

<math>\left( \overline{T_{s}-T_{\infty }} \right)=\frac{{q}''_{s}L}{k\overline{Nu}_{L}}</math>
<br />
مثلا اگر ناسلت موضعی جریان لایه ای را در رابطه انتگرالی اخیر بذاریم ناسلت متوسط برای لایه ای به صورت زیر در  خواهد آمد:<br />

<math>\overline{Nu}_{L}=0.680\operatorname{Re}^{1/2}\Pr ^{1/3}</math>
<br />
همان طور که مشاهده می شود مقدار ناسلت در شرط مرزی شار ثابت بیشتر از شرط مرزی دما ثابت می باشد.<br />

برای گستره وسیعی از Pr اگر:<br/>  

<math>Rr*\Pr >100</math>
    رابطه ناسلت موضعی به صورت زیر است:                                                         

      
<math>N{{u}_{x}}=\frac{0.4637{{\operatorname{Re}}_{x}}^{\frac{1}{2}}{{\Pr }^{\frac{1}{3}}}}{{{[1+{{(\frac{0.0207}{\Pr })}^{\frac{2}{3}}}]}^{0.25}}}</math>

=== <span style="color: ORANGE;">تحلیل کلی جریان آشفته روی صفحه</span> ===

اگر 
(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 توان دما را به جای 200 درجه ی فارنهایت برابر 196.4 درجه ی فارنهایت در نظر گرفت.اما این تغییرات تاثیر چندانی در نتیجه ندارد.