مقايسه كانال هاي متعارف (لوله ها) با ميكروكانال ها

19,000تومان

توضیحات

121 صفحه

فایل pdf

چكيده….. 1
مقدمه ……… 3

فصل اول :
1-1 رژيم هاي عددرينولدز…….. 6
2-1 تاريخچه مختصر جريان آشفته ……. 10
3-1 جريان هاي لزج داخلي و خارجي ……. ……. …… 13
4-1 روابط نيمه تجربي براي جريان برش آشفته ……… 17
5-1 مفهوم متوسط زمان رينولدز…. 17
6-1 قانون لايه مشترك لگاريتمي…….. 20
7-1 جريان در لوله دايره اي…. ….. ……… 24
27 ……حركت معادلات 1-8
9-1 حل جريان آرام …….. …. ….. 28
-1 10 حل جريان آشفته……… …….. …… 30
-1 11 اثر زبري ديواره ها ……… 34
37 ……..مودي نمودار 12 1-
-1 13 جريان در مجراهاي غير دايره اي……. 39
40 ……. هيدروليكي قطر 13-1 1-
-1 14 جريان بين صفحات موازي…… 42
فصل دوم :

48 ………كليات 2-1
49 ………… LB مدلهاي عمومي توصيف 2-2
53 …..دست بالا FDLB 2-3
4-2 مفاهيم فيزيكي شرايط مرزي….. 55
57 ……. لغزشي سرعت 2-5
58 …. كوئت جريان 2-5-1
59 ………پوازي جريان 2-5-2
5
6-2 نتايج شبيه سازي…….. 61
61 …. كوئت جريان 2-6-1
65 …..پوازي جريان 2-6-2
70 …. گيري نتيجه 2-7
فصل سوم :

73 ……… مقدمه 3-1
2-3 مدل سازي عددي…… 75
1-2-3 متد شبيه سازي مستقيم مونت كارلو …….. 75
3-3 مسير آزاد ميانگين…… 76
77 …..برخورد فرگانس 3-4
5-3 ماهيت احتمالي برخورد بين جفت مولكولها……. 78
6-3 ذرات شبيه سازي شده كلي در زمان محاسبه اي….. 79
80 ……..مرزي شرايط 3-7
8-3 نتايج و بحث…. 81
1-8-3 نتايج تحليلي و شبيه سازي شده در رژيم جريان لغزشي…. 81
2-8-3 نتايج شبيه سازي شده در رژيم جريان انتقالي….. 85
88 …. گيري نتيجه 3-9
فصل چهارم :
1-4 شبيه سازي ديناميك مولكولي در نانولوله ها با عدد رينولدز پايين…. 91
92 …… …. ……..فيزيكي مدلهاي 4-1-1
94………سازي شبيه روشهاي 4-1-2
3-1-4 بررسي سيال در چند نمونه كانال مختلف…….. 96
فصل پنجم :نتيجه گيري
نتيجه گيري كلي ……..107

منابع و ماخذ
منابع لاتين ……110
چكيده انگليسي ….111

چكيده

در مورد ميكروكانالهـا تقريبـاً هـيچ مطالعـه جـامعي وجـود نـدارد كـه تمـامي خـواص در روابـط حاكم در آنهـا را بـه طـور كامـل بحـث كـرده باشـد و محققـان هـر كـدام بـه نـوعي بـه صـورت
موردي در مورد خواص ميكروكانالها بحث و تحقيق كرده اند . طـول مشخـصه يـك ميكروكانـال بـا يـك سيـستم سـيال ميكـرو در بـازه 100µm−1 ،اسـت و اعداد رينولدزي كه با آنهـا سـروكار داريـم بـسيار كوچـك هـستند (اغلـب از مرتبـه 1 يـا كمتـر ) و بنابراين در دسته جريان هاي آرام طبقه بندي مي شوند .
شبيه سـازيهاي عـدد ي مـي توانـد جريـان سـيال و انتقـال حـرارت در وسـيله هـاي مكـانيكي را پيش بينـي كنـد و عملكـرد يـك وسـيله ميكـرو جديـد را از قبـل از سـاخت سـخت افـزاري آن
را ارزيـابي كنـد. اكثـر متـدهاي ديناميـك سـيالاتي محاسـباتي (CFD (بـراي مطالعـه جريـان سيال بر پايه معادلات نـاوير اسـتوكس يـا اولـر هـس تند. مطالعـه در مـورد سيـستم هـاي ميكـرو
اغلـب در محـيط هـاي گـازي در شـرايط اتمـسفري (كـه مـسير آزاد ميـانگين مولكـولي تقريبـاً 70 نـانومتر اسـت) محاسـبه شـده اسـت. نـسبت مـسير آزاد ميـانگين ( λ ( بـه طـول مشخـصه (L (مـي تواتنــد محاسـبه شــود. ايــن نـسبت كــه بــه نـام عــدد نادســن شـناخته شــده اســت) L kn λ = )، براي مـشخص كـردن درجـه دقيـق بـودن سـيال بـه كـار رفتـه اسـت . هنگـامي كـه Kn افزايش مـي يابـد تبـادل مـومنتم و انـرژي بـين سيـستم هـا و محـيط رفتـاري نـشان مـي دهد كه مـي توانـد بـه سـاختار مولكـولي گسـسته محـيط نـسبت داده مـي شـود. بـه طـوركلي هنگـامي كـه 01.0>Kn اسـت آثـار رقيـق بـودن مهـم مـي شـود . بنـابراين CFD متـداول بـر پايـه پيوسـتگي هنگـام شـبيه سـازي جريـان در حـد ميكـرو بـه علـت درهـم شكـستن فـرض پيوستگي ناصحيح مي شود. (يا منحرف مي شود ) رژيم هاي جريان را مي توانيم از روي عدد Kn به 4 بازه تقسيم كنيم :
10 محيط پيو سـته اسـت، معـادلات NS برقـرار هـستند و هـيچ سـرعت لغزشـي روي ديـوار وجـود Kn <0.01⇒ .ندارد رژيم جريان لغزشـي . NS در بدنـه جريـان معتبـر اسـت ولـي در مرزهـا بايـد شـرايط لغزشـي را 0.01< Kn <0.1⇒ كنيم جايگزين 0.1< Kn <10⇒ گذرا جريان رژيم جريان مولكولي آزاد ⇒10 >Kn ما در اينجا با استفاده از سه روش شبيه سازي، جريان در ميكروكانالها را مورد بررسي قرار مي دهيم.

مقدمه

انتقال سـيال در يـك مجـراي بـسته (كـه اگـر داراي سـطح مقطـع دايـره اي باشـد لولـه و اگـر داراي سطح مقطـع دايـروي نباشـد duct ناميـده مـي شـود ) در زنـدگي روزانـه مـا داراي نقـش
بسيار اساسي است . بـا كمـي تفكـر در دنيـاي اطـراف متوجـه خـواهيم شـد كـه كـاربرد جريـان در لوله داراي دامنه بسيار وسـيعي اسـت . ايـن كاربردهـا از خـط لولـه هـاي بـسيار طويـل مثـل خـط لولـه انتقـال نفـت خـام از ميـان آلاسـكا بـه طـول 800 مايـل متغيـر اسـت تـا سيـستم طبيعـي لولـه هـايي كـه خـون را از ميـان بـدن مـا جـاري مـي سـازند. مايـك تحليـل دقيـق از سـاده تـرين جريـان هـاي در داخـل لولـه (مثـل جريـان لامينـار در لولـه هـاي بـا قطـر ثابـت مستقيم طويل ) و مفـاهيم تحليـل ابعـاد آميختـه بـا نتـايج تجربـي را بـراي انـواع ديگـر جريـان ها به كار خواهيم برد و در فصل اول ارائه خواهيم داد . حال اگر ابعاد اين لوله ها بسيار كوچك باشد مـثلاً ميكـرو يـا نـانو در مـورد آنهـا چـه مـي تـوان گفت؟
در مورد ميكروكانالهـا تقريبـاً هـيچ مطالعـه جـامعي وجـود نـدارد كـه تمـامي خـواص در روابـط حاكم در آنهـا را بـه طـور كامـل بحـث كـر ده باشـد و محققـان هـر كـدام بـه نـوعي بـه صـورت
موردي در مورد خواص ميكروكانالها بحث و تحقيق كرده اند .
طـول مشخـصه يـك ميكروكانـال بـا يـك سيـستم سـيال ميكـرو در بـازه 100µm−1 ،اسـت و اعداد رينولدزي كه با آنهـا سـروكار داريـم بـسيار كوچـك هـستند (اغلـب از مرتبـه 1 يـا كمتـر )
و بنابراين در دسته جريان هاي آرام طبقه بندي مي شوند . شبيه سـازيهاي عـددي مـي توانـد جريـان سـيال و انتقـال حـرارت در وسـيله هـاي مكـانيكي را پيش بينـي كنـد و عملكـرد يـك وسـيله ميكـرو جديـد را از قبـل از سـاخت سـخت افـزاري آن را ارزيـابي كنـد. اكثـر متـدهاي ديناميـك سـيالاتي محاسـباتي (CFD (بـراي مطالعـه جريـان سيال بر پايه معادلات نـاوير اسـتوكس يـا اولـر هـستند . مطالعـه در مـورد سيـستم هـاي ميكـرو اغلـب در محـيط هـاي گـازي در شـرايط اتمـسفري (كـه مـسير آزاد ميـانگين مولكـولي تقريبـاً 70 نـانومتر اسـت) محاسـبه شـده اسـت. نـسبت مـسير آزاد ميـانگين ( λ ( بـه طـول مشخـصه (L (مـي تواتنــد محاسـبه شــود. ايــن نـسبت كــه بــه نـام عــدد نادســن شـناخته شــده اســت) L kn λ = )، براي مـشخص كـردن درجـه دقيـق بـودن سـيال بـه كـار رفتـه اسـت . هنگـامي كـه Kn افزايش مي يابد تبادل مو؟ و انرژي بـين سـيتم هـا و محـيط رفتـاري نـشان مـي دهـد كـه مي توانـد بـه سـاختار مولكـولي گسـسته محـيط نـسبت داده مـي شـود . بـه طـوركلي هنگـامي كــه 01.0>Kn اســت آثــار رقيــق بــودن مهــم مــي شــود . بنــابراين CFD متــداول بــر پايــه پيوســتگي هنگــام شــبيه ســازي جريــان در حــد ميكــرو بــه علــت درهــم شكــستن فــرض پيوستگي ناصحيح مي شود. (يا منحرف مي شود )
دژيم هاي جريان را مي توانيم از روي عدد Kn به 4 بازه تقسيم كنيم :

محيط پيوسـته اسـت، معـادلات NS برقـرار هـستند و هـيچ سـرعت لغزشـي روي ديـوار وجـود Kn < 0.01⇒ .ندار رژيم جريـان لغزشـي . NS در بدنـه جريـان معتبـر اسـت ولـي در سـندها بايـد شـرايط لغزشـي 0.01< Kn <0.1⇒ كنيم جايگزين را 0.1< Kn <10⇒ گذرا جريان رژيم جريان مولكولي آزاد ⇒10 >Kn مـا در اينجـا بـا اسـتفاده از سـه روش شـبيه سـازي، جريـان در ميكروكانالهـا را مـورد بررسـي قرار مي دهيم و براي اينكه تـصويري كلـي از آنچـه كـه قـبلاً در مـورد لولـه هـاي متعـارف مـي دانـيم، داشـته باشـيم، در فـصل اول مفـاهيم و روابـط حـاكم در لولـه هـاي مـاكرو را ارائـه مـي دهيم  

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “مقايسه كانال هاي متعارف (لوله ها) با ميكروكانال ها”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

− 1 = 4