مقدمه
انتقال حرارت به سیالات با خواص متغیر موضوعی است که از بیش از نیم قرن پیش مورد توجه محققان قرار گرفته است.
خواص ترمودینامیکی و انتقالی در سیالات معمولا تابعی از دما و فشار سیال است. این خواص در دماها و فشارهای معمولی تقریبا ثابت است. یکی از پیچیده ترین وکلی ترین سیال با خواص متغیر و تابع شدید دما و فشار سیال فوق بحرانی می باشد. این سیال بدلیل تغییر بسیار زیاد خواص آن بخصوص در نقطه بحرانی بسیار مورد توجه است و همواره به عنوان یک سیال خواص متغیر کامل مورد استفاده قرار می گیرد.
در اینجا نیز با توجه به ویژگی های این سیال که در ادامه شرح داده خواهد شد و همچنین به عنوان پیچیدهترین نوع سیال خواص متغیر که میتوان انواع دیگر از سیالات با خواص متغیر را حالت خاصی از این سیال دانست از این سیال به عنوان سیال پایه وخواص متغیر استفاده میشود.
1-1-سیال فوق بحرانی
وقتی صحبت از سیال فوق بحرانی میشود منظور سیال در فشار بالای نقطه بحرانی و دمای نزدیک نقطه بحرانی یا نقطه شبه بحرانی Tpc میباشد.(شکل 1-1 )
نقاط شبه بحرانی به نقاطی اطلاق میشود که ظرفیت کرمایی ویژه در فشار ثابت ماکزیمم است.
شکل (1ـ1): نمودار درجه حرارت ـ حجم برای آب خالص
در واقع در هر فشار فوق بحرانی یک نقطه شبه بحرانی( دمای شبه بحرانی) وجود دارد که در آن تغییرات خواص سیال حداکثر است.( ظرفیت گرمای ویژه ماکزیمم است).
شکل (1ـ2): نمودار فشار ـ درجه حرارت برای آب خالص (دیاگرام فاز)
همانطور که در شکل (1-2) دیده میشود ناحیه فوق بحرانی به دو قسمت ناحیه شبه مایع و ناحیه شبه بخار تقسیم میشود . در فشار ثابت زمانی که دما بزرگتر از دمای شبه بحرانی است ناحیه شبه بخار و در زمانی که کوچکتر از دمای شبه بحرانی است ناحیه شبه مایع نامیده میشود .
دلیل این اسم گذاری آن است که در واقع در فشارهای فوق بحرانی سیال را نه میتوان مایع فرض کرد ونه بخار وتنها هالهای است که فقط میتوان به آن سیال گفت . واین تقسیمبندی فقط جهت تطابق با حالت فشارها و دماهای عادی (زیر نقطه بحرانی) است وگرنه در فشارهای فوق بحرانی تغییر فاز وجود ندارد و فقط خواص سیال من جمله چگالی در قبل و بعد از نقطه شبه بحرانی تغییر میکند . همچنین میتوان اینطور عنوان کرد که بدلیل اینکه در ناحیه دمای بزرگتر از دمای شبه بحرانی چگالی کوچکتر از ناحیه دمای کوچکتر از دمای شبه بحرانی است ، ناحیه چگالی کوچکتر را شبه بخار ودیگری را شبه مایع مینامند .
فصل اول مقدمه
۱-۱-سیال فوق بحرانی
۱-۲-کاربردهای سیالات فوق بحرانی
مزایای روش scwo عبارتند از
۱-۳-شمای کلی انتقال حرارت
۱-۳-۱-خواص فیزیکی حرارتی
۱-۳-۲-انتقال حرارت در فشارهای فوق بحرانی
ـ اثر شناوری
ـ اثر شتاب حرارتی
فصل دوم مروری بر مطالعات گذشته
۲-۱- مقالات بازبینی
۲-۴-روشهای پیش بینی
۲-۵ اخلال انتقال حرارت
۲-۶ – اثر شتاب حرارتی
فصل سوم معادلات حاکم
۳-۱- معادلات لحظه ای حاکم
۳-۲- فرضیات ساده کننده
۳-۲- معادلات متوسط زمانی حاکم بر جریان
۳-۴ – شرایط مرزی
۳ـ۵ـ مدل یک بعدی
۳ـ۶ـ مدل ریاضی معادلات با حذف شتاب
فصل ۴ مدلسازی و حل عددی
۴ـ۱ـ مدل آشفتگی
۴ـ۲ـ ایجاد شبکه غیریکنواخت
۴ـ۳ـ روش حل عددی
فصل پنجم ارزیابی مدل و بررسی نتایج
۵ـ۱ـ پایداری حل عددی
۵ـ۲ـ اثر ضریب افزایش اندازه مش‌ها
۵ـ۳ـ تأثیر مدل آشفتگی
۵ـ۴ـ اثر قطر لوله بر انتقال حرارت
شامل 113 صفحه فایل word
دانلود مقاله انتقال حرارت به سیالات با خواص متغیر