Difference between revisions 32240 and 32241 on fawikibooks

=== <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)<math>m=0.695-{{\left[ \left( \frac{X}{2W} \right)+{{\left( \frac{H}{W} \right)}^{1.23}}+3.06 \right]}^{-1}}</math>


<math>\left\{ \begin{align}
  & 3000\le {{\operatorname{Re}}_{{{D}_{h}}}}\le 90000 \\ 
 & 2\le \frac{H}{W}\le 10 \\ 
 & 4\le \frac{X}{W}\le 20 \\ 
\end{align} \right.</math>
⏎
⏎
==بسترهای آکنده Packed Bed==

بسترهای پرشده از ذرات جامد پرشده اند و در آن ها گاز جریان دارد.این بسترها دربسیاری از فرایندهای صنعتی که باانتقال گرما و ذخیره ی انرژی گرمایی سروکار دارند، در واکنش های کاتالیزی و در خشک کردن محصولات به کار می روند.واژه ی '''بسترهای پر شده''' برای شرایطی به کار می رود که ذرات در یک وضعیت ثابت قرار داشته باشند. اگر ذرات (براثر جریان سیال )نسبت به هم حرکت کنند ، از '''بسترهای شاریده''' استفاده می شود.در بسترهای پر شده ، یک سطح بزرگ تبادل گرما در یک حجم کوچک جای دارد. در این بسترها ، جریان نامنظم و متلاطمی که از حفره های بین ذرات می گذرد انتقال گرما را تقویت می کند.به دلیل گسترده بودن و حجم زیاد بسترهای پر شده ، مقدار انتقال گرما بسیار خوبی دارند. 

[[پرونده:Packed Bed.png]]

==روابط==
از رابطه ی دارسی داریم:

V سرعت سیال ورودی است.


<center><math>V=-\frac{k}{\mu }\frac{\Delta P}{L}</math></center>


<math>\varepsilon </math> ضریب تخلخل است و به صورت زیر تعریف می شود:


<center><math>\varepsilon =\frac{\text{volume of free space}}{\text{volume of total space}}</math>


<math>0\le \varepsilon \le 1</math>


<math>{{\operatorname{Re}}_{D}}=\frac{\rho VD}{\mu }</math></center>

===بستر آکنده از ذرات کروی===

برای جریان سیال در بستر آکنده از ذرات کروی رابطه ای به صورت تجربی بدست آمده :


<center><math>{{{\bar{j}}}_{H}}=St\times {{\Pr }^{2/3}}=\frac{{{\overline{Nu}}_{_{D}}}}{{{\operatorname{Re}}_{D}}\times {{\Pr }^{1/3}}}</math></center>


خواص را در میانگین حسابی دمای ورودی و خروجی خوانده می شود: <center><math>\left\{ \begin{align}
  & \Pr =0.7 \\ 
 & 90\le {{\operatorname{Re}}_{D}}\le 4000 \\ 
\end{align} \right.</math></center>

از ترکیب روابط بالا داریم:  <center><math>\varepsilon {{{\bar{j}}}_{H}}=2.06\operatorname{Re}_{D}^{-0.575}</math></center>

===محاسبه دمای خروجی===
مقدار دمای خروجی از رابطه ی زیر بدست می آید :


<math>{{T}_{i}}</math>  و <math>{{T}_{0}}</math> به ترتیب دمای ورودی و دمای خروجی سیال هستند و <math>{{T}_{s}}</math> دمای سطح ذرات بستر است.


<math>{{A}_{p}}</math> مساحت کل ذرات و <math>{{A}_{c,b}}</math> سطح مقطع بستر است.


<center><math>\frac{{{T}_{s}}-{{T}_{0}}}{{{T}_{s}}-{{T}_{i}}}=\exp \left( -\frac{\bar{h}{{A}_{p}}}{\rho V{{A}_{c,b}}{{C}_{p}}} \right)</math></center>


با داشتن دمای خروجی و از طریق رابطه ی زیر مقدار <math>\Delta {{T}_{lm}}</math> را بدست می آوریم:


<center><math>\Delta {{T}_{lm}}=\frac{\left( {{T}_{s}}-{{T}_{i}} \right)-\left( {{T}_{s}}-{{T}_{0}} \right)}{\ln \left[ \left( {{T}_{s}}-{{T}_{i}} \right)/\left( {{T}_{s}}-{{T}_{0}} \right) \right]}</math></center>
===محاسبه انتقال گرما===
در نهایت انتقال گرما از رابطه ی زیر بدست می آید:             


<center>'''<math>q=h{{A}_{p}}\Delta {{T}_{lm}}</math><big></big>'''</center>