منصة الرسائل والاطاريح: تأثير الفيض الحراري المنفصل و المتناوب على الحمل الحراري الحر في الجريان الحلقي

الخلاصة

تم اجراء دراسة نظرية و عملية لتحري عملية انتقال الحرارة بطريقة الحمل الحراري الحر خلال اسطوانتين عموديتين متحدتي المركز وكذلك تمت دراسة تأثير طول وموقع المصدر الحراري على عملية انتقال الحرارة. تم اختيار الهواء كمائع العمل. تم اعتبار الجريان ثنائي البعد ثابت مع الزمن و خطي. في النتائج النظرية تم حساب توزيع السرع لجريان المائع وكذلك حساب عدد نسلت الكلي والموضعي . تم ادخال المعادلات وتعويض جميع المتغيرات لحساب النتائج النظرية في برنامج كومسول و تم استخدام طريقة الحجم المحدود(كرانك نيكولسون) لحل المعادلات التفاضلية. القيم الماخوذة لعدد رايلي تتراوح من 103الى 107و نسبة الابعاد تساوي .25.6تم بناء نموذج فيزيائي مماثل تجريبيا في مختبر الموائع في جامعة بابل. كلتا الاسطوانتين الداخلية والخارجية كانتا مصنوعتين من النحاس ذو موصلية حرارية تساوي 385واط/م*2كلفن, حيث كان طول الاسطوانة الخارجية 105سم والقطر الخارجي 76ملم وسمكها 3.65ملم بينما طول الاسطوانة الداخلية 160سم وقطرها الخارجي 35ملم وسمكها 2ملم . تم تثبيت مصادر حرارية على الجدار الخارجي للاسطوانة الخارجية وتم تغيير عدد و موقع المصادر الحرارية لثلاث حالات مختلفة . في الحالة الاولى ثبتت خم مصادر حرارية بأطوال مختلفة , في الحالة الثانية ثبتت اربع مصادر حرارية باطوال متساوية وفي الحالة الثالثة ثبتت ثلاث مصادر حرارية باطوال مختلفة وتم حساب الفيض الحراري الناتج من هذه المصادر الحرارية. من الجدير بالذكر انه تم استخدام مادة عازلة لتقليل الخسائر الحرارية الى الحد الادنى . تم انشاء لوحة تحكم وربطها بالمصادر الحرارية للتحكم بعملية التشغيل وكذلك لقياس فرق الجهد والتيار المسحوب بواسطة كل مصدر حراري . تم تثبيت مجموعة من متحسسات درجة الحرارة (ثرموكابل) عددها 20متحس خلال الحيز الحلقي لقياس تغير درجات الحرارة خلال زمن الاختبار. وكذلك تم استخدام جهاز رقمي لقياس الضغط خلال التجربة . النتائج النظرية عرضت على شكل خطوط الجريان وعدد نسلت الموضعي. اظهرت النتائج ان زيادة طول المصدر الحراري يؤدي الى زيادة عدد نسلت الموضعي ويحسنب من الجريان. بالاضافة الى ذلك زيادة عدد المصادر الحرارية يؤدي الى تحسين انتقال الحرارة الكلي وبالتالي اعلى معدل انتقال حرارة تم تحقيقه في الحالة الاولى والتي تتضمن اعلى عدد من المصادر الحرارية( .)5واخيرا تمت مقارنة النتائج النظرية مع النتائج العملية لاختبار مدى التقارب . تم تحقيق تقارب ملحوظ حيث حققت الحالة الاولى %82وحققت الحالة الثانية تقارب يصل ل %78بينما حققت الحالة الثالثة تقارب يصل ل .