Difference between revisions 32241 and 32243 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)

 [[کاربر:Mohammad.amin.mohammadi|Mohammad.amin.mohammadi]] ‏۱۵ ژوئن ۲۰۱۱، ساعت ۱۴:۱۲ (UTC)

----

<span style="color: ORANGE;">مثال ها</span>{{سخ}}
=== <span style="color: ORANGE;">
 مسئله شماره 1</span> ===
اگر ضریب انتقال حرارت جابجایی موضعی به صورت زیر باشد <math>\overline{h}</math>  را محاسبه نمایید.

<div style="direction: ltr;">
<math> h_x(x) = a x^ {0.1}</math>

</div>

<div style="direction: ltr;">
<math>\overline{h_x}=\frac{1}{x}\int_{0}^{x} h_{x}(x) dx \rightarrow h_x(x) = a x^ {0.1}</math>

</div>


<div style="direction: ltr;">
<math>\rightarrow \overline{h} =\frac{1}{x}\int_{0}^{x} a x^ {0.1} dx = \frac{a}{x}\int_{0}^{x}  x^ {0.1} dx = 1.1a x^{0.1}  </math>

</div>

<div style="direction: ltr;">
<math>\rightarrow \overline{h} = 1.1 h_x </math>

</div>

ملاحظه می شود که تغییرات <math>h_x</math> و <math>\overline{h_x}</math> به صورت زیر خواهد بود.

<div style="text-align: center;">
[[پرونده:amin03.jpg]]

</div>


----


=== <span style="color: ORANGE;">مسئله شماره 2</span> ===

جریان عبوری از روی صفحه تخت.

مقدار q را محاسبه کنید؟

داده‌ها:

<div style="text-align: LEFT;">

<math>U_{\infty}=0.04 {m/s}</math> 

c°<math>T_{\infty}=50</math>

<math>\nu=10^{-6} {m^2/s}</math>

<math>Pr=0.7</math>

<math>T_s=150</math>°c

<math>b=1 m</math>

<math>L=1 m</math>
</div>

خواسته:

مقدار q

<div style="text-align: LEFT;">

<math>R_e=\frac{0.04*1}{10^{-6}}=4*10^4</math>

<math>\bar{Nu_l}=0.664Re_l^{0.5}Pr^{\frac{1}{3}}=1.328*10^2</math>

<math>\bar{h}=\frac {k \bar{Nu_l} L}{L}=3.9 \frac{w}{m^2 k}</math> 

<math>q=\bar{h}Lb(T_s-T_{\infty})=390 {w}</math>
</div>



----


=== <span style="color: ORANGE;">مسئله شماره 3</span> ===

جریان هوای عبوری از روی صفحه تخت.

مقدار <math>\bar{(T_w - T_{\infty})}</math> و ماکزیمم<math>T_w</math> را محاسبه کنید؟


داده‌ها:
(contracted; show full)c°<math>T_w(x=l)= T_{\infty}+ \frac{{q_w}''}{h(x=l)}= 27 + 364.9 = 392{} </math>

</div>



----
=== <span style="color: ORANGE;">
مسئله شماره 4</span> ===


جریان عبوری از روی صفحه تخت.

مقدار q را محاسبه کنید؟

داده: 

<div style="text-align: LEFT;">

<math>U_{\infty}=1.2 {m/s}</math> 

c°<math>T_{\infty}=20</math>

<math>T_s=60</math>°c

<math>A=20*20 cm^2</math>

<math>L=0.6 m</math>

</div>

خواسته:

مقدار q؟

<div style="text-align: LEFT;">

c°<math>T_f=\frac{T_s + T_{\infty}}{2}=40</math>

<math>k=0.144 \frac{w}{m.k}</math>

<math>\nu=2.4*10^{-4} \frac {m^2}{s}</math>

<math>pr=2870</math>

<math>Re=\frac {U_{\infty}L}{\nu}=1000</math>

<math>Re_x Pr > 100</math>

</div>

از طریق رابطه چرچیل:

<div style="text-align: LEFT;">

<math>\bar{Nu_L}=2Nu(x=l)=304.4</math>

<math>\bar{h}=\frac {304.4k}{L}= 219.2 \frac{w}{m^2.k}</math>

<math>q=\bar{h}A(T_s - T_{\infty})= 350.6</math>

</div>

----

=== <span style="color: ORANGE;">مسئله شماره 5</span> ===


جریان هوا روی یک سیم داغ.

توان تلف شده بر واحد طول را بدست آورید؟


داده: 

<div style="text-align: LEFT;">


<math>D=3.94 * 10^{-5} m</math>

c°<math>T_{\infty}=25</math>

<math>T_s=50</math>°c

<math>U_{\infty}=50 {m/s}</math> 
</div>


محاسبات:

<div style="text-align: LEFT;">

<math>q=A \bar {h} (T_s - T_{\infty})</math>

<math>A=\pi D L</math>

<math>\frac {q}{l}= \pi D \bar{h} (T_s - T_{\infty})</math>

<math>T_f=\frac {50+25}{2}= 310 k</math>

<math>\nu= 16.7*10^{-6} \frac {m^2}{s}</math>

<math>k= 0.027 \frac{w}{m.k}</math>

<math>pr= 0.706</math>

<math>Re=\frac {U_{\infty}D}{\nu}=118</math>

<math>Re < 4000</math>

<math>40 < Re</math>

<math>\bar{Nu_D}=0.683Re_D^{0.4}Pr^{\frac{1}{3}}=5.615</math>

<math>\bar{h}=\frac{\bar{Nu_D}k}{D}=3854 \frac{w}{m^2.k}</math>

</div>

اکنون q/l را محاسبه می‌کنیم

----

=== <span style="color: ORANGE;">مسئله شماره 6</span> ===

هوا در فشار یک اتمسفر و دمای 50 درجه سانتیگراد به طور موازی روی یک سطح ورق تختی که دمای آن 100 درجه سانتیگراد است جریان دارد . طول صفحه 20 سانتیمتر و پهنای آن 10 سانتیمتر است عدد رینولدز بر مبنای طول صفحه 40000 است.
نرخ انتقال گرما از صفحه به هوا چقدر است؟
اگر سرعت جریان آزاد هوا دو برابر و فشار آن 10 اتمسفر شود نرخ انتقال گرما چقدر خواهد شد؟

[[پرونده:Jaryane.khareji20.JPG]]

(contracted; show full)

<br />
<br />
<br />
----


=== <span style="color: ORANGE;"> مسئله شماره 7</span> ===

یک مخزن کروی حاوی اکسیژن در دمای -183 درجه سانتی گراد است. اگر به نحوی که روی شکل می بینبم جریان هوا از روی آن عبور کند، میزان گرمای مبادله شده در دو وضعیت زیر را به دست آورید و مقدار اکسیژن تبخیر شده را محاسبه کنید.<br />
الف)مخزن عایق کاری نشده است.<br />
ب)با عایقی که K = 0.035 عایق کاری شده است.

[[پرونده:mesal2.JPG]]

(contracted; show full)
ثانوی نیز هست ، زیرا بین جت های جداری مجاور بر هم کنش روی می دهد. در یک دسته جت آهنگ انتقال گرما شدیدا به نحوه ی حرکت گاز
'''مصرفی''' بستگی دارد( جت موجود در فضای بین صفحه ی نازل و سطح برخورد را گاز '''مصرفی''' می گویند.دمای گاز مصرفی بین دمای 
خروجی آن از صفحه ی نازل و دمای سطح بر خورد قرار دارد).

==روابط مربوط
ه به برخورد فواره ها ==



===شار انتقال گرما===

<math>\bar{{q}''}=\bar{h}\left( {{T}_{s}}-{{T}_{e}} \right)</math>

(contracted; show full)7;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
 مربوط به بسترهای آکنده ==
از رابطه ی دارسی داریم:

V سرعت سیال ورودی است.


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

(contracted; show full)


<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>