پاورپوینت انتقال حرارت پيشرفته (انتقال حرارت هدايتی)(Conduction)

— پاورپوینت شامل تصاویر میباشد —-

اسلاید ۱ :

vفرمولاسیون مسائل انتقال حرارت

vروشهای حل تقریبی

vروشهای حل دقیق (تحلیلی)

اسلاید ۲ :

vانتقال حرارت هدایتی و قانون فوریه (Conduction)

vانتقال حرارت جابجایی (Convection)

vانتقال حرارت تشعشعی (Radiation)

اسلاید ۳ :

دیواره ای با ضخامت L را مانند شکل در نظر بگیریدکه یک سمت آن در دمای T0 و طرف دیگر آن در دمای T1  قرار دارد:

توزیع دما برای این صفحه جامد در حالت یکنواخت (Steady State) که دما با زمان تغییر نمی کند، خطی بوده و حرارت منتقل شده متناسب با اختلاف دما می باشد:

اسلاید ۴ :

vدر حالت جامد اتفاق نمی افتد.

vاغلب مکانیزم غالب در سیالات می باشد.

vدر هنگام مدلسازی از قانون سرمایش نیوتن که بصورت زیر است، استفاده می شود:

که در این رابطه q شار حرارت عبوری، h ضریب انتقال حرارت جابجایی، A مساحت تماس بین فاز جامد با سیال، Ts دمای سطحی که سیال در روی آن قرار گرفته و جمله ی آخر دمای توده سیال می باشد. 

اسلاید ۵ :

vدر هر سه حالت ماده اتفاق می افتد.

vاغلب مکانیزم غالب در دماهای بالا می باشد.

vدر هنگام مدلسازی از قانون استفان بولتزمن که بصورت زیر است، استفاده می شود:

که در این رابطه q شار حرارت عبوری، σ ضریب استفان – بولتزمن، ε ضریب نشر یا (Emissivity) و A مساحت جسم می باشد.

اسلاید ۶ :

vفرمولاسیون مسایل انتقال حرارت مراحل مختلفی دارد که در مثال های زیر بدانها اشاره می شود.

اسلاید ۷ :

مثال

کره ای به شعاع R0 در اولیه دمای T0 قرار دارد. آنرا در معرض محیط کنوکسیونی با ضریب انتقال حرارت h و دمای T1 قرار می دهیم تا سرد شود. تغییرات دما را در این کره بدست آورید.

اسلاید ۸ :

۱- شناخت دقیق سیستم مانند حدود ابعاد، دامنه بزرگی پارامتر ها و … .

فرض کنید که کلیه مشخصات این کره از قبیل طول شعاع، مقدار دمای اولیه و … مشخص می باشد.

۲- شناخت دقیق خصوصیات فیزیکی و ترموفیزیکی مثل چگالی، K، Cp، ویسکوزیته و … .

فرض کنید که کلیه مشخصات ترموفیزیکی از قبیل K، Cp، h و… برای این سیستم مشخص می باشد.

اسلاید ۹ :

الف) متغیر های مستقل همواره مولفه های مکانی مثل x،y و z …. و زمان می باشند.

ب) متغیرهای غیر مستقل کلیه خصوصیات فیزیکی مثل غلظت، سرعت، فشار، … می باشند که در مسائل حرارت، متغیر غیر مستقل همواره دما می باشد.

اسلاید ۱۰ :

در مثال فوق تغییرات دما وابسته به نقاط مختلف کره در زمان های مختلف است. یعنی داریم:

بدیهی است که اگر شعاع این کره یعنی R0 خیلی کوچک باشد، می توان دمای نقاط مختلف کره را در هر لحظه یکسان فرض نمود و از تغییرات دما در شعاع های مختلف صرفنظر کرد. در این حالت داریم:

در این حالت که جهت شعاع از تغییرات دما حذف شده است، مسئله را اصطلاحا در جهت شعاعی Lumped می نامیم (Radially Lumped).

این مثال را در دو حالت Lumped و Differential  فرموله خواهیم کرد.