پایان نامه ارشد:حل تشابهی جریان سكون متقارن محوریِ نانوسیال تراكم ناپذیر بر روی استوانه ساكن با در نظر گرفتن مكش سطحی یكنواخت در سطح

دانشگاه آزاد اسلامی

واحدشاهرود

دانشکده فنی و مهندسی ، گروه مهندسی شیمی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد M.Sc.))

گرایش : مهندسی فرایند

عنوان :

حل تشابهی جریان سكون متقارن محوریِ نانوسیال تراكم ناپذیر بر روی استوانه ساكن  با در نظر گرفتن مكش سطحی یكنواخت در سطح

استاد راهنمای اول :

جناب آقای دکتر حمید محمدیون

استاد راهنمای دوم :

جناب آقای دکتر مجید مظفری

تابستان 93

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

چکیده 1

فصل اول مقدمه و تاریخچه. 2

1- 1- مقدمه. 3

1-2- تاریخچه. 4

فصل دوم معرفی مسأله. 15

2- 1- معرفی مساله. 16

2- 2- معادلات حاكم 17

2- 2- 1- معادلات حاكم در دستگاه مختصات استوانه‌ای در حالت سه بعدی.. 17

2- 2- 2- معادلات حاكم بر جریان سكون متقارن محوری نانو سیال تراکم ناپذیر بر استوانة نامحدود ساکن. 18

2- 3- حل غیرلزج جریان سكون متقارن محوری نانو سیال تراکم ناپذیر بر استوانة نامحدود ساکن. 19

2- 4- جمع‌بندی.. 22

فصل سوم معادلات كاملاً تشابهی. 23

3- جریان سكون متقارن محوری نانو سیال تراکم ناپذیر بر روی استوانه نامحدوده ساكن با در نظرگرفتن مکش سطحی یکنواخت در سطح  24

3- 1- معادلات حاكم 25

3- 2- شرایط مرزی.. 25

3- 2-1- شرایط مرزی میدان سرعت.. 25

3-3- متغیرهای ‌تشابهی. 25

3- 4- خواص نانوسیال. 26

3- 4-1-چگالی نانو سیال. 26

3- 4-2-لزجت دینامیكیِ نانو سیال. 27

3- 5- معادلات كاملا ‌تشابهی ممنتوم 28

3- 6- تنش برشی. 33

3- 7- جمع‌بندی.. 33

3- 7-1- معادله دیفرانسیل معمولی حاكم برمساله. 34

3-7-2- معرفی تابع جریان. 34

فصل چهارم روش حل عددی معادلات.. 35

4-1- روش جعبه ای كلر. 36

4-2- روش پرتابی. 40

4-2-1-الگوریتم روش پرتابی. 44

4-2-2- روش های اصلاح حدس.. 45

4-2-2-1-  اصلاح حدس بر اساس روش درون یابی خطی. 45

4-2-2-2-  اصلاح حدس بر اساس روش نیوتن. 47

4-2-3- حل معادله f با استفاده ازروش پرتابی. 50

4- 3- روش تفاضل محدود 50

4- 3-1-حل معادله f باروش تفاضل محدود 51

فصل پنجم نتایج و بحث.. 54

5- 1- نتایج حاصل از حل عددی مساله جریان سكون متقارن محوری بر روی استوانه ساكن با فرض دیواره صلب و بدون مكش سطحی  55

5- 2- نتایج حاصل از حل عددی مساله جریان سكون متقارن محوری بر روی استوانه ساكن با درنظرگرفتن مكش سطحی یکنواخت در سطح  68

فصل ششم نتیجه گیری وپیشنهاد ادامه كار. 85

6- 1- نتیجه گیری.. 86

6- 2- پیشنهاد ادامه كار. 87

منابع و ماخذ 89

فهرست اشکال

شکل (4-1) شبکه تفاضل محدود برای روش جعبهای کلر و …. 37

شكل(5-1): منحنی تغییرات بر حسبدر، و به ازای اعداد رینولدز مختلف.. 57

شكل(5-2): منحنی تغییرات بر حسبدر، به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 58

شكل(5-3): منحنی تغییرات بر حسبدر، به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 58

شكل(5-4): منحنی تغییرات بر حسبدر، به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 59

شكل(5-5): منحنی تغییرات بر حسبدر، به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 59

شكل(5-6): منحنی تغییرات بر حسبدر، به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 60

شكل(5-7): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 60

شكل(5-8): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 61

شكل(5-9): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 61

شكل(5-10): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 62

شكل(5-11): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 62

شكل(5-12): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای اعداد رینولدز مختلف.. 63

شكل(5-13): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای اعداد رینولدز مختلف.. 63

شكل(5-14): منحنی تغییرات بر حسبدر،  به ازای اعداد رینولدز مختلف.. 64

شكل(5-15): منحنی تغییرات فشار بی بعد بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 64

شكل(5-16): منحنی تغییرات فشار بی بعد بر  حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 65

شكل(5-17): منحنی تغییرات فشار بی بعد بر  حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 65

شكل(5-18): منحنی تغییرات فشار بی بعد بر  حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 66

شكل(5-19): منحنی تغییرات فشار بی بعد  بر حسبدر،  به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 66

شكل(5-20): منحنی تغییرات فشار بی بعد بر حسبدر،  به ازای اعداد رینولدز مختلف.. 67

شكل(5-21): منحنی تغییرات تنش برشی در سطح استوانه برحسب عدد رینولدز، به ازای كسر حجمی های مختلف نانوذرات.. 67

شكل(5-22): منحنی تغییرات تنش برشی در سطح استوانه برحسب كسر حجمی نانو ذرات، به ازای اعداد رینولدز. 68

شكل(5-23): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 72

شكل(5-24): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش… 72

شكل(5-25): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 73

شكل(5-26): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت کسرحجمی نانوذرات.. 73

شكل(5-27): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت کسرحجمی نانوذرات.. 74

شكل(5-28): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت کسرحجمی نانوذرات.. 74

شكل(5-29): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت.. 75

شكل(5-30): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در. 75

شكل(5-31): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 76

شكل(5-32): منحنی تغییرات بر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 76

شكل(5-33): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 77

شكل(5-34): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در. 77

شكل(5-35): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 78

شكل(5-36): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر  100  و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت.. 78

شكل(5-37): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر 1000   و  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش یکنواخت در سطح. 79

شكل(5-38): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر  و  ، به ازای مقادیرمتفاوت کسرحجمی.. 79

شكل(5-39): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر  و  ، به ازای مقادیرمتفاوت کسرحجمی نانوذرات.. 80

شكل(5-41): منحنی تغییرات فشاربی بعدبر حسبدر  و  ، به ازای مقادیرمتفاوت کسرحجمی نانوذرات.. 81

شكل(5-42): منحنی تغییرات تنش یرشی در سطح بر حسب عدد رینولدز در شرایط  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش سطحی یکنواخت.. 81

شكل(5-43): منحنی تغییرات تنش یرشی در سطح بر حسب عدد رینولدز در شرایط  ، به ازای مقادیرمتفاوت مکش سطحی یکنواخت.. 82

شكل(5-44): منحنی تغییرات تنش یرشی در سطح بر حسب عدد رینولدز در شرایط  ، به ازای مقادیرمتفاوت.. 82

شكل(5-45):نمایش خطوط جریان  درو مقادیرمتفاوت کسرحجمی نانوذرات.. 83

شكل(5-46):  نمایش خطوط جریان  به ازای اعدادرینولدز مختلف، در شرایط،…………… 83

شكل(5-47):  نمایش خطوط جریان  به ازای مقادیر مختلف مکش سطحی، در شرایط،…………. 84

چکیده

جریان سكون شعاعیِ نانو سیال، همراه با نفوذ سطحی یکنواختِ برروی یك استوانه نامحدودساکن به صورت پایا مورد بررسی قرار گرفته است. جریان آزاد نیز پایا بوده و قدرت اولیه جریان می باشد. حل دقیقی از معادلات ناویر استوکس دراین مساله ارائه شده است. این معادلات،  با استفاده از تبدیلات مناسبی که در این تحقیق معرفی شده است ساده سازی شده اند.  معادلات کاملا تشابهی در شرایطی حل شده اند که دیواره تحت تاثیرنفوذ سطحی ثابتی قرار دارد.  كلیه حل های فوق برای اعداد رینولدز  بین 1/0 تا 1000 ،   مقادیر گوناگونِ نفوذ سطحی بی بعدِ ومقادیرمعینی ازکسر حجمی نانو ذرات ارائه شده است كه در آنها a شعاع استوانه و لزجت سینماتیكی سیال پایه است. برای همه اعداد رینولدز، با افزایش کسر حجمی نانوذرات و کاهش مکش سطحی، عمق نفوذ مو لفه های شعاعی و محوری میدان سرعت، تنش برش و فشارسیال کاهش می یابند.

کلمات کلیدی:

نانوسیال، جریان سکون، استوانه ساکن، حل کاملا تشابهی، کسر جرمی، نفوذ یکنواخت

فصل اول

مقدمه و تاریخچه

مقدمه

در این نوشته، جریان سكون متقارن محوری بر روی استوانه‌ای نامحدود با قدرت اولیه^[1] جریان آزاد  برای نانو سیال تراكم ناپذیر مورد بررسی قرار گرفته است. استوانه دارای حركت محوری یكنواخت و نیز حركت دورانی یكنواخت می‌باشد. سطح استوانه صلب بوده و فاقد نفوذ سطحی سیال در نظر گرفته شده است. مسألة انتقال حرارت برای حالت‌هایی كه دما و شار حرارتی دیواره ثابت می باشند نیز بررسی شده است.

از آنجا كه هدف از انجام هر پروژه بكارگیری نتایج مطالعات در كاربردهای عملی می‌باشد می‌توان از موارد زیر به عنوان برخی از كاربردهای حالت‌های جریان سكون بر روی استوانه نام برد. تحلیل حركت ماشینهای سانتریفیوژ، پروسه‌های تولید در كارخانجات صنایع شیمیایی، پتروشیمی و سیمان، فرآیندهای سرمایش و گرمایش، فازهای شتاب‌گیری موتورهای راكت، مراحل راه‌اندازی^[2] و از كاراندازی^[3] ماشینهای صنعتی، مخلوط كننده‌های صنعتی، الك‌های صنعتی و سایر ماشینهای نوسان كنندة صنعتی.

روند كلی كارهای صورت گرفته در این نوشتار به شرح زیر است:

فصل اول شامل مقدمه و مروری بر تاریخچه و مقالات ارائه شده دربارة جریان سكون روی استوانه است. فصل دوم شامل معرفی مساله و استخراج معادلات حاكم بر آن می‌باشد كه در این فصل معادلات پیوستگی و مومنتوم با توجه به فیزیك مسأله ساده‌سازی شده است و علاوه بر آن شرایط مرزی مربوط به این معادلات بیان گردیده است.

فصل سوم شامل تعریف متغیرهای ‌تشابهی است كه با جایگذاری این متغیرها در معادلات ناویراستوكس^[4] ، معادلات ‌تشابهی حاكم بر مساله بدست خواهند آمد. سپس با توجه به فیزیك مسأله شرایط مرزی برای هر یك از این معادلات تشریح می‌شوند. از آنجا كه معادلات تشابهی حاكم بر مسأله به صورت معادلات دیفرانسیل غیر خطی جفت شده^[5] می‌باشند، لذا در فصل چهارم شیوه حل این معادلات تشریح می‌شود. این روشها شامل، روشهای پرتابی^[6]‌- رانگ‌كوتای^[7] مرتبه‌4 و روش تفاضلات متناهی^[8] وتكنیك های خطی سازی هستند.

فصل پنجم نیز شامل ارائه نتایج حاصل از حل عددی معادلات حاكم بر مساله و تحلیل این نتایج می‌باشد. نتایج حاصل از حل معادلات شامل نمودارهای سرعت و تنش برشی. فصل ششم نیز شامل نتیجه‌گیری كلی و پیشنهادها برای ادامه كار است.

تعداد صفحه : 108

قیمت : 14700تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***