عنوان

بررسی عددی تاثیر میدان مغناطیسی بر رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی جریان دوفازی با مغناطیس پذیری متفاوت

شماره

‭۱۴۹۷۱پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی عددی تاثیر میدان مغناطیسی بر رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی جریان دوفازی با مغناطیس پذیری متفاوت

نام نخستين پديدآور

/آیت شفیعی دیزجی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۴‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۴/۱۱/۱۴‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

در این پایان نامه، تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت بر روی رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی جریان‌صهای دوفازی به صورت عددی بررسی شده است .به منظور مطالعه اثر فوق بررسی رفتار صعود یک حباب گازی در یک سیال در نظر گرفته شده است .قسمت اصلی مسئله بررسی رفتار حباب بخار آب در یک سیال مغناطیسی)فروسیال (می-باشد .برای تعقیب مرز مشترک دو فاز و مشاهده تغییر شکل و رفتار حباب از روش حجم سیال ‮‭(VOF)‬ استفاده شده است .برای حل معادلات حاکم بر مسئله از روش حجم محدود و از نرم‌صافزار ‮‭ANSYS FLUENT‬ استفاده شده است .برای وارد کردن جمله های چشمه ناشی از اعمال میدان مغناطیسی به معادلات حاکم بر جریان دوفازی، پنج زیروال در زبان برنامه نویسی‮‭++ C‬ نوشته شده است و به صورت ‮‭UDF‬ به نرم افزار افزوده شده است .برای حل معادله پتانسیل مغناطیسی و همچنین ذخیره اطلاعات حل در هرگام زمانی از یک ‮‭UDS‬ و هشت ‮‭UDM‬ نیز استفاده شده است .در اثر اعمال میدان مغناطیسی به یک جریان دوفازی که دارای تفاوت در میزان مغناطیس‌پذیری فازها می‌صباشد، نیرویی به صورت عمود بر مرز مشترک دو فاز وارد می‌صشود که دلیل آن ایجاد گرادیان میدان مغناطیسی در اطراف فاز با مغناطیس‌صپذیری کمتر)حباب (به دلیل تمایل بیشتر میدان برای عبور از سیال اطراف که دارای مغناطیس‌صپذیری بیشتری است، می‌صباشد .این نیرو با توجه به جهت میدان مغناطیسی اعمالی در دو طرف حباب بزرگ‌صتر از بالا و پایین آن بوده که همین امر باعث کشیدگی طولی حباب)در جهت جریان (یا فاز گازی شده و از پهن شدگی عرضی)در جهت عمود جریان (آن جلوگیری می‌صکند .این اتفاق سبب کاهش نیروی درگ مقابل حباب شده و سرعت صعود آن را افزایش می‌صدهد .مسئله برای سه شدت میدان مغناطیسی مختلف و سه نسبت مختلف برای تفاوت مغناطیس‌پذیری فازها حل شده است و با حالت بدون اعمال میدان مغناطیسی مقایسه شده است .سرعت صعود حباب با افزایش شدت میدان مغناطیسی و افزایش نسبت اختلاف مغناطیس‌صپذیری فازها، افزایش بیشتری می‌یابد .کشیدگی طولی حباب و افزایش سرعت صعود آن علاوه بر پایداری بیشتر حباب و جلوگیری از گسیختگی آن، سبب تولید تعداد زیادتر حباب در جریانهای دوفازی جوششی شده که همین امر سبب کاهش اندازه حباب‌صها می‌صشود که تمامی این اوامر بر پارامترهای مهم جریان‌صهای دو یا چندفازی از جمله میزان انتقال حرارت آن تاثیر می‌صگذارد .تزریق حباب به جریان آرام سیالات باعث اختلاط جریان و افزایش انتقال حرارت آن می‌صشود .میزان انتقال حرارت با اعمال میدان مغناطیسی و افزایش سرعت صعود حباب، افزایش بیشتری نیز می‌یابد .با توجه به تفاوت روش‌صهای عددی مورد استفاده در مطالعه حاضر نسبت به مطالعات انجام گرفته در این زمینه در ادبیات فن، مدت زمان حل عددی در کار حاضر بسیار کاهش یافته است .همین موضوع یکی از مهم‌صترین نتایج و دست‌صآوردهای کار حاضر می‌باشد

متن يادداشت

In the present study, the effect of uniform magnetic field on thermo-hydrodynamic behavior of two phase flows is investigated numerically. In order to study the effect of the above, rising of a bubble in a fluid is considered. Behavior of rising water vapor in a magnetic fluid (Ferro fluid) is the main part of this thesis. Volume Of Fluid (VOF) method is used for detecting of bubble interface and deformation. ANSYS FLUENT software and finite volume method is used to solve the governing equations. Five subroutines are written in C++ programming language to add the source terms that caused by applying the magnetic field to governing equations and is entered to the software as UDFs. One UDS and eight UDMs are used to solve the potential equation of magnetic field and to save data in each time step. A magnetic force is acted perpendicular to the interface of two phases with different magnetic permeability by applying a uniform magnetic field. It is due to the gradient magnetic field around the phase with low magnetic permeability, because the magnetic field lines desire to pass the fluid with higher magnetic permeability. The uniform magnetic field elongates the bubble along the applied magnetic field and prevents it from became wider in the lateral direction. The bubble rise velocity increases because the drag force reduces due to the bubble shape effect. Three different magnetic field intensities and three different magnetic permeability ratios are conducted and compared with no applied magnetic field. Results show that as the magnetic field intensity and magnetic permeability ratio are increased, the bubble rise velocity increases more. The bubble rise velocity increases during the bubble elongation because of the shape effect, which means more heat could be transferred. Elongation of the bubble can prevents the bubble from bursting and increases bubble stability. Therefore, the magnetic field affects the size, number of bubbles and two-phase flow void fraction. An increase in the bubble rise velocity decreases the bubble radius and, therefore, increases bubble generation in boiling phenomena, which can affects the heat transfer rate and the two-phase flow parameters. Generally speaking, results show that bubble behavior can be controlled by applying magnetic field in two phase flows. Also injection of bubble to laminar flows enhances the heat transfer due to the mixing effect of bubble movement in flow. Heat transfer rate by increasing the velocity of bubble due to the magnetic field, will further increase. According to the difference of numerical methods used in this thesis compared with studies in the literature, One of the most important outcomes of the present work is the great reduction in the numerical solution time

مستند نام اشخاص تاييد نشده

شفیعی دیزجی، آیت

مستند نام اشخاص تاييد نشده

امین فر، حبیب، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

محمدپور، موسی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

شروانی تبار، محمدتقی، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی