منصة الرسائل والاطاريح: دراسة نظرية وعملية لانتقال الحرارة و جريان مائع خلال انبوب

الخلاصة

الجريان وانتقال الحرارة خلال الأنابيب ذات المقاطع الدائرية دائما ما كان من المواضيع الشائعة للتحليل نضرا للتطبيقات العديدة لهذا الشكل مثل ,المبادلات الحرارية ,المسخنات ,المكثفات,المبخرات,وجملة من الأجهزة العملية مثل المقاومات الكهربائية ,المفاعلات النووية والأنظمة الإشعاعية . يتضمن البحث الحالي جزأين.يمثل الجزء الأول دراسة نظرية للجريان الطبائقي غير تام التطوّر لمائع غير قابل للانضغاط,(يخضع لقوانين نيوتن) وانتقال الحرارة لمنطقة النمو خلال مجرى دائري. تم إهمال تأثير كل من انتقال الحرارة بالتوصيل , قوة الجسم (body force) , انتقال الحرارة بالحمل الحر , الحرارة المتولدة و تشتت اللزوجة للمائع. تم بناء برنامج لإنجاز الحل العددي لحالتين من الشروط الحدودية الحرارية: حالة بثبوت درجة حرارة الجدار و الأخرى بثبوت الفيض الحراري للجدار باستعمال طريقة (Gaussian elimination) . هذا الأسلوب يعطينا صورة لاختلاف السرع و درجات الحرارة ضمن كامل الأنبوب.الخوارزمية الحسابية قادرة على حساب الخواص الهايدروديناميكية مثل توزيع السرعة وفرق الضغط ,كذلك له إمكانية توقع الخواص الحرارية مثل توزيع درجات الحرارة و متوسط درجة الحرارة ورقم نسلت الموضعي. شكل توزيع السرع يصبح كامل النمو عند حوالي ( ) وشكل توزيع درجات الحرارة يصبح كامل النمو عند حوالي ( ), كما متوقع . الجزء الثاني يمثل دراسة عملية لقياس فرق الضغط خلال منطقة الدخول لجريان الماء الطباقي خلال انبوب دائري ( (L=6.35 m , d=3.125 cmلقيم مختلفة من أرقام رينولدز,كذلك حساب فرق الضغط خلال منطقة التشكيل التام ضمن مدى لأرقام رينولدز يتضمن كل من الجريان الطباقي والمضطرب. لقد تبين ان هنالك توافق جيد بين النتائج النظرية والعملية لفرق الضغط .