X
تبلیغات
مهندسی-مکانیک-mechanic-متلب-matlab-کتاب - مکانیک سیالات

 
تاريخ : جمعه ششم مرداد 1391
lمنبع:http://www.maghaleh.net/content-cat-1.html

سيالات موادي هستند كه شكل ظرفي را كه درون آنها قرار دارند، به خود مي‌گيرند و لذا براي انتقال آنها، به محيطي واسطه نياز داريم. بشر از ديرگاه براي انتقال  سيال بصورت پيوسته از لوله استفاده مي‌نمود. لوله ها در طولها، اشكال و اندازه‌هاي مختلف بكار ميروند . آيا تا به حال به شكل لوله ها توجه كرده‌ايد ؟ زياد شدن طول لوله يا قطر لوله ها چه اثري بر روي انتقال سيال و ميزان مصرف انرژي خواهد گذاشت؟ چرا لوله ها را به صورت مستقيم استفاده مي‌كنند؟ اگر لوله ها را خم كنند يا حتي بپيچانندچه تغييري در جريان مشاهده مي‌كنيم؟

گاهي از اوقات لوله حاوي سيال را گرم و يا سرد مي‌كنند و با اين عمل ، از لوله يك مبادله گر حرارتي ميسازند. با توجه به اين موضوع به سوالات بالا چنين پاسخ مي‌دهيم.

لوله در اينجا مجرايي است كه سيال در داخل آن جريان مييابد و همزمان گرم يا سرد نيز مي‌شود. هنگامي كه  سيال لزجي وارد مجرايي ميشود ، لايه مرزي، در طول ديواره تشكيل خواهد شد. لايه مرزي بتدريج در كل سطح مقطع مجرا توسعه مييابد و از آن به بعد به جريان، كاملا توسعه يافته (فراگير ) گفته مي‌شود. معمولا اگر طول لوله بلندتر از 10 برابر قطر لوله باشد آنگاه جريان توسعه يافته شده است.

اگر ديواره مجرا گرم يا سرد شود، لايه مرزي گرمايي نيز در طول ديواره مجرا توسعه خواهد يافت.

اگر گرمايش يا سرمايش، از ورودي مجرا شروع شود ، هم نمودار توزيع سرعت  و هم نمودار توزيع دما بصورت همزمان توسعه مي‌يابند. مسأله انتقال گرما در اين شرايط ، به مسأله طول ورودي هيدرو ديناميكي و گرمايي تبديل مي‌شود كه در بر گيرنده چهاذ حالت مختلف است و به اينكه هر كدام از دو لايه مرزي سرعت و دما در چه وضعيتي بسر مي‌برند(( كاملا توسعه يافته و يا در حال توسعه)) بستگي دارد.

در ناحيه كاملا توسعه يافته در داخل لوله ، عملا لايه مرزي وجود ندارد چون دو ناحيه مختلف، كه يكي با سرعت جريان آزاد و ديگري تحت تاثير ديواره باشد ، وجود نخواهد داشت و در سرتاسر لوله ، تمام نواحي تحت تاثير ديواره قرار دارند. از آنجا لايه مرزي، مقاومتي در برابر انتقال حرارت است، لذا  بيشترين ميزان ضريب انتقال حرارت جابجايي در ابتداي لوله، يعني در جايي كه ضخامت لايه مرزي صفر است، مشاهده مي‌شود. مقدار اين ضريب به تدريج همزمان با افزايش ضخامت لايه مرزي و در نتيجه افزايش مقاومت در برابر انتقال حرارت، كاهش مي‌يابد تا به مقدار آن در ناحيه كاملا توسعه يافته برسد كه تقريبا مقداري ثابت است.

حال اثر تغيير شكلي خاص در لوله را روي ويژگي‌هاي سرعت و انتقال حرارت بررسي مي‌كنيم.

كويلهاي حلزوني و مارپيچ ، لوله‌هاي خميده اي هستند كه بعنوان مبادله گرهاي گرماي لوله خميده در كاربردهاي مختلف ايتفاده مي‌شوند.

بياييد كويلهاي مارپيچ يا حلزوني را تحليل كنيم. سيالي را در درون اين لوله ها در نظر مي‌گيريم. آنچه در ابتدا نظرمان را به خود جلب مي‌كند اينست كه چون لوله ها بصورت مارپيچ (دايروي) پيچيده شده‌اند، لذا در اثر حركت دوراني و محوري، نيرويي به آنها وارد مي‌شود و اين خود باعث مي‌شود تا شتاب سيال صفر نشود، حال سؤالي كه اينجا مطرح مي‌شود اينست كه با وجود اين نيرو، آيا جريان داخل مارپيچ، كاملا توسعه يافته است يا جرياني در حال توسعه است و پروفايل سرعت تغيير مي‌كند. آيا دليل بيشتر بودن h (ضريب انتقال حرارت جابجايي) در ناحيه، نيبت به لوله مستقيم نيز،اين است(مي‌دانيم كه h در ناحيه كاملا توسعه يافته كوچكتر از h  در ناحيه در حال توسعه است)؟ يا هيچكدام از اينها صحيح نيست و دليل بزرگتر بودن ضريب انتقال حرارت جابجايي در اين ناحيه چيز ديگري است؟

در اولين نگاه بنظر مي رسد كه جريان داخل كويل كاملا توسعه  يافته نيست و دليل بيشتر بودن  h نيز همين است. با اين حساب اين جمله را چگونه توجيه كنيم كه : داده‌هاي محدود راجع به جريان آشفته در حال توسعه ، نشان مي‌دهد كه جريان ، در نيم دور اول كويل كاملا توسعه مي‌يابد؟ اگر اينطور باشد پس دليل افزايش h چيست؟  

 

جريان در يك لوله

 

جريان داخل لوله را در مختصات استوانه‌اي در نظر بگيريد كه داراي سه مولفه Ө ,z ,r است. هنگاميكه لوله مستقيم است، سرعت در دو راستاي Ө ,r  صفر بوده و فقط در راستاي z  سرعت داريم  :                      و هنگاميكه لوله را خميده يا مارپيچ مي‌كنيم، بدليل وجود نيروي گريز از مركز و شتاب حاصل از آن (وساير مولفه‌هاي شتاب ايجاد شده)، سرعت مولفه ديگري علاوه بر  مي‌يابد:    كه تابع r  شعاع انحنا مارپيچ نيز هست. اين مولفه جديد سرعت ،  ميل دارد حركت چرخشي (Spiral)  به سيال بدهد، يعني سيال همزمان كه در طول لوله به جلو مي‌رود، حول خط مركزي لوله دوران هم مي‌كند اما عليرغم ميلش هميشه موفق به اين كار نمي‌شود. بنابراين نيروي گريز از مركز عامل توسعه يافته نشدن  جريان نخواهد بود بلكه در زماني كه بيشترين اثر را بر روي رژيم جريان بگذارد، آن را به سمت ناپايداري مي‌برد (تا پايداري جريان مصادف است با آشفته شدن آن) و حركتي گردشي به سيال مي‌دهد و بهر حال ، وجود نيروي  گريز از مركز با اينكه  جريان در نيم دور اول كويل كاملا توسعه يافته شود، هيچ منافاتي باهم ندارد.

باز هم اين سوال باقي مي‌ماند كه دليل افزايش h چيست؟ مي‌دانيم كه ضريب انتقال حرارت در جريان آشفته(Turbulent)  و نيز جريان آشوبناك (Chaotic) ، بيش از ضريب انتقال حرارت در جريان آرام است، پس هر ابزاري كه كمك كندجريان به سمت آشفته شدن يا آشوبناك شدن پيش رود باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي مي‌شود، خواه در مورد جريان در داخل لوله و خواه در مورد جريان بر روي لوله . وقتي لوله را بصورت مارپيچ در مي‌آوريم با افزودن يك مولفه سرعت كه مي‌تواند پايداري جريان را در معرض خطر قرار دهد،جريان بسمت آشفته شدن پيش برده و باعث افزايش h شده‌ايم. اينكه كويل ما بصورت افقي يا قائم قرار گيرد نيز بر روي ضريب انتقال حرارت جابجايي ما موثر است بخصوص در سمت خارج لوله چون انتقال حرارت باعث تغيير چگالي سيال و ايجاد يك حركت انتقالي در اثر نيروي ارشميدس مي‌شود كه اين حركت اگر تقويت شده، به سمت توربولان شدن پيش ميرود و يا روي حركت كلي جريان تاثير گذاشته، انرا به سمت توربولان شدن پيش برد، باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي (h) مي‌شود.

بحث ديگري كه امروزه به منظور افزايش h بر همين مبنا مطرح است بحث استفاده از مبدل‌هاي حرارتي آشوبناك است. به اين معني كه براي افزايش ضريب انتقال حرارت و غالبا در كويلها، جريان را آشوبناك مي‌كنند. عقيده اين گروه بر اين است كه توربولان (آشفتگي) حالتي خاص از پديده آشوب Chaos است و نيز در اين جريان ميزان تلفات انري بالاست. آنچه مسلم است و تجربه نيز گواه آن، اينست كه بروز هر دو پدرده (آشفتگي و آشوبناكي) در جريان سيال باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي مي‌شود.

 نماي لايه مرزي آرام و آشفته

 

نكات كليدي :

1- ضخامت لايه مرزي به تدريج در طول لوله افزايش مي‌يابد و بعد از به هم پيوستن لايه هاي مرزي اطراف لوله جريان كاملا توسعه يافته مي‌شود. هرچند بصورت نظري، نزديك شدن به نمودار توزيع سرعت كاملا توسعه يافته به شكل مجانبي است و تعيين محلي معين و دقيق كه در آنجا جريان در مجرا كاملا توسعه يافته است، غير ممكن مي‌باشد. با اينحال براي تمام كاربردهاي عملي طول ورودي هيدروديناميكي محدود است.

 

2- به فاصله‌اي كه در طي آن سرعت كاملا توسعه يافته مي‌شود طول ورودي هيدروديناميكي ميگويند.

 

3- به فاصله‌اي كه در طي آن نمودار توزيع دما كاملا توسعه يافته مي‌شود طول ورودي گرما ميگويند.



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه ششم مرداد 1391
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : پنجشنبه پنجم مرداد 1391
ارسال توسط بهرامی
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : پنجشنبه پنجم مرداد 1391
منبع:http://articlenew.blogfa.com/post-181.aspx

آشــوب(chaos): «آشــوب» در لغت به معناي هرج و مرج و بي­نظمي است. ريشه لغوي آشوب به كلمه رومي «كائــوس» (Kaous) برمي­گردد كه مفهوم آن متعلق به شاعر روم باستان به نام «اويــد» (Owid) مي­باشد. به نظر او كائوس، بي­نظمي و ماده بي­شكل اوليه بود كه داراي فضا و بعد نامحدودي بوده، به طوري كه فرض شده است كه قبل از اين كه جهان منظم شكل بگيرد، وجود داشته است كه سپس خالق هستي، جهان منظم را از آن ايجاد نمود.

.

از لحاظ تاريخي پس از آن كه قوانين نيوتــن در مورد حركت ارائه شد، افــراد زيادي با تكيه بر قطعيت ذاتي اين قوانين آنهــا را ماشين حساب خدا ناميدند و براي پيشگويي آينــده بر حسب مقادير فعلي كافي دانستند؛ به طور كلي تصور بر اين بود كه اگر وضعيت فعلي را با دقت بالايي بدانيم مي توانيم آينــده را هم با همين دقت پيشگويي كنيم. اين باور هم چنان پا بر جا بود تا اين كه در اواخر قــرن نوزدهم، «هانــري پوانكاره» در بــررسي و تلاش بــراي حل مسئله سه جسمي متــوجه شد در بعضي موارد اگر دقــت در شــرايط اوليه بالا باشد، لزوما در نتــايج نهــايي عدم قطعيت ناچيز نيست و با كاهش عدم قطعيت در شــرايط اوليه لزوما عدم قطعيت كاهش نمي­يابد. اين مسئله نمودي از رفتــار آشــوبي بود كه در آن زمان شنــاخته شــده نبود. تقريبــا اوليــن تحقيقات عدديي كه به معرفي فراگير آشوب انجاميد توسط «ادوارد لورنتــس» ارائه شد.

بايد دانست كه تاكنون تعريف كلي پذيرفته شده براي آشوب ارائه نشده است و تعريف زير از جمله تعاريف پذيرفته شده مطرح مي­باشد:

« آشــوب، يك رفتــار طولاني مدت غيرپريــوديك در يك سيستم دترمينيســتيك است كه وابستـگي حســاس به شــرايط اوليــه را نشان مي­دهد»:

Chaos is aperiodic long-term behavior in a deterministic system dependence on initial conditions.

 

a  منظور از رفتار طولاني مدت غيرپريوديك در سيستمهاي ديناميكي آن است كه مسيرهايي وجود دارند كه وقتي زمان به بي­نهايت ميل مي­كند، مسير اين سيستمها به نقاط ثابت، مدارهاي پريوديك و يا مدارهاي شبه پريوديك منتهي نمي­شوند.

b  دترمينيســتيك گوياي آن است كه سيستم داراي پارامترها يا ورودي­هاي تصادفي(random) نيست ولي رفتار بي نظم اين سيستمها از غيرخطي بودن ناشي مي­شود. اين اصطلاح در مقابل stochastic به كار مي­رود كه منظور از آن نامنظم، كاتوره­اي، نامعين و غيرقابل پيش بيني بودن رفتار سيستم است.

c - منظور از حساس بودن به شرايط اوليه در سيستمهاي ديناميكي اين است كه مسيرهاي مجاور با سرعت و به طور نمايي از هم جدا مي­شوند. در واقع اين خصوصيت، تفاوت اصلي سيستمهاي ديناميكي آشوبناك با سيستمهاي ديناميكي غير­آشوبناك است. در سيستمهاي ديناميكي غير­آشوبناك، اختلاف كوچك اوليه در دو مسير به عنوان خطاي اندازه­گيري بوده و به طور خطي با زمان افزايش پيدا مي­كند در حالي كه در سيستمهاي ديناميكي آشوبناك، اختلاف بين دو مسير با فاصله بسيار اندك همان طوري كه گفته شد، به طور نمايي افزايش مي­يابد.

 

محيط عمل پديده آشـوب، سيستمهاي ديناميكي است. يك سيستم ديناميكي شامل يك فضاي فــاز مجـرد يا حالت فازي است كه مختصاتش، حالت ديناميكي سيستم را با بكارگيري قوانيــن ديناميكي مشخص مي­كند. يك سيستم ديناميكي مي تواند منظم يا آشوبناك باشد. البته سيستــم منظم، خود ممكن است تنــاوبي يا شبه ­تنــاوبي باشد. سيستم تناوبي تنها شامل يك فركانــس و هماهنگهاي آن است و سيستم شبه تنــاوبي شامل چنــد فركانس و هماهنگهاي آن مي­باشد. در سيستم آشــوبي هيچ تنــاوب غالبي وجود ندارد يعني اين سيستــم داراي دوره تنــاوب بي­نهــايت است.

 

 

5- جــذب كننــده­ها (strange attractors): يك جذب كننده مجموعه­اي از تمام مسيرهايي است كه به سمت يك نقطه ثابت، حلقه محدود يا ... همگرا مي­شوند.  نوع ديگري از جذب كننده­ها وجود دارند كه آنها را جذب كننده­هاي عجيب(Strange attractors) مي­نامند. جذب كننده­هاي عجيب به شدت نسبت به شرايط اوليه حساس هستند و به آنها «عجيب» گفته مي­شود چون متشكل از مجموعه­اي فراكتال هستند (فراكتال يعني مجموعه­اي از نقاط با حجم صفر و سطح نامحدود).

در ادامه، براي مرور تعاريف ارائه شده نگاشت لورنتس و جذب كننده عجيب كه براي اولين بار توسط وي به دست آمد، پرداخته مي­شود.

 

6- معــادلات لورنتــس (Lorentz equations): ادوارد لورنتس، رياضيدان و هواشناس امريكايي، نخستين شخصي است كه در مورد آشوب مقاله نوشته و كاشف جذب كننده هاي عجيب در 1963 ميلادي مي­باشد.

.

معادلات غيرخطي زير كه به معادلات لورنتس معروفند، نحوه تغيير سرعت سيال را نشان مي­دهند. زماني كه او در 1961 ميلادي با رايانه­اش به شبيه­ سازي آب و هوا مي­پرداخت، متوجه حساسيت شديد معادلات به شرايط اوليه شد. او كشف كرد كه تغييرات ناچيز در پارامترهاي اوليه آب و هوا منجر به الگوهاي متفاوتي مي­شوند:

.

x = s (y - x)

y = r x – y – x z

.

z = x y – b z

در اين معادلات، x(t) بيانگر سرعت سيال (هوا)، y(t) و z(t) نيز بيانگر ابعاد فضايي سيال هستند. σ را «عــدد پرنتــل (Prandtle number)» نامند كه نشان دهنده نسبت چگالي به هدايت گرمايي است. r ، «عــدد ريلــي (Rayleigh number)» نام دارد كه اختلاف دمايي بين سطح بالايي و پاييني قسمت مورد نظر را نشان مي­دهد. b نيز نام بخصوصي نداشته و بيانگر نسبت درازا به پهنا مي­باشد (σ , r , b > 0).

نگاشتهاي معرفي شده توسط لورنتس، نگاشتهاي غيرخطي هستند كه توسط دو جمله xy و yz غيرخطي شده­اند. اين نگاشتها نسبت به تبديل زير داراي تقارن هستند:

(x(t) , y(t) , z(t)) → (-x(t) , -y(t) , -z(t))    

اكنون مي­توان گفت كه نگاشت لورنتــس، مدل ســاده شده­اي از نحوه حركت سيــال در سه بعــد است. با رسم نگاشتها در فضاي فــاز به ازاي مقاديــر مختلف σ، r و b، لورنتــس متوجه شــد كه جوابها به طور نامنظم نوســان مي­كنند و هرگز تكــرار نمي­شوند اما همــواره در يك ناحيه محدود از فضاي فــاز باقي مي­مانند. مسيــرهاي رسم شده در اين فضــا، دو مجموعه درهم بافته را به خود اختصاص مي­دهند كه به آنها جــذب كننده­هاي عجيب گويند. بايد دانست كه جذب كننده­هاي عجيب با نقاط ثابت يا حلقه هاي محدود يكسان نيستند. در واقع جذب كننده عجيب، يك نقطه يا يك مسير در فضاي فــاز نيست و نمي تــوان به آن عنــوان يك سطح را داد، بلكه بايد آن را فراكتــال ناميد كه داراي بعد كسري بين 2 و 3 است. در پيش بيني رفتــار سيستــم در دراز مدت او نشــان داد كه به ازاي محــدوده وسيعي از پارامتــرهاي نگاشــت نمي­توان شاهد نقــاط ثابت پايدار يا حلقه­هاي محدود بود. لورنتس براي مطالعه سيستم خــود در طولاني مدت، از انتگرالهاي عــددي استفاده كرد. او حالت خاصي را با مقادير زير برگزيــد:

s = 10 , b = 8/3 , r = 28 .

با انتخاب نقطه­اي نزديك به مبدا: (0,1,0) به عنوان شرط اوليــه مطالعه خود را آغاز نموده و متوجه شد كه جوابهــا مخصوصا در t → ∞ داراي نوســانهاي غيريكســان است كه تكــرار نمي­شوند و به آنها غيرپريوديك مي­گويند. او كشف كرد كه اگر جوابهــا به صورت يك مسيــر در فضاي فاز تصور شوند ساختــار عجيبي تشكيل مي­دهنــد و با رسم نمــودار x(t) و z(t) در يك صفحه، مي­توان شاهد بود كه يك شكل پروانه­اي به دست مي­آيد (شكل اولي). اين شكل نه سطح و نه نقطه است و بُعد آن نيز كسري مي­باشد. ديده مي­شود كه مسيرها به طور مكرر همديگر را قطع مي­كنند، اما فقط در دو بعد بدين گونه است و در سه بُعد، مسيرها به هيچ وجه همديگر را قطع نمي­نمايند (شكل دومي).

 


برچسب‌ها: منظور از اشوب, اشوب در سیالات, مقاله اشوب سیالات, دانلود مقاله اشوب, اشوب پی دی اف, اشوب pdf, پاورپوینت اشوب, اشوب چیست chaos, what is Chaous

ارسال توسط بهرامی

در این مقاله به بررسی روش هموارسازي و روش تفاضل محدود در حل مسائل انتقال هدایت حرارتی معکوس یک بعدي پرداخته شده است. با استفاده از این الگوریتم شار حرارتی بر روي یک صفحه تخت تخمین زده شده است و دقت و پایداري این الگوریتم نظیر روش دنباله اي تخمین متوالی توابع مقایسه شده است که بیانگر افزایش دقّت وپایداري این IHCP با الگوریتم هاي استاندارد روش است.

مقدمه

روش هاي معکوس، کاربرد بسیار زیادي در صنایع و مهندسی دارند که درمیان آنها، روش هاي هدایت حرارتی معکوس، شاخه جداگانه به خود اختصاص داده است. مسئله هدایت حرارتی مستقیم به مسئله اي گفته می شود که با معلوم بودن شرایط مرزي، خواص ترموفیزیکی، هندسه جسم و منبع حرارتی درون جسم، معادله هدایت حرارتی درون جسم حل می شود و توزیع دماي درون جسم مشخص گردد. در مقابل مسئله هدایت حرارتی معکوس، مسئله اي است شرایط مرزي (مانند شار حرارتی یا دما ، خواص ترموفیزیکی، بخشی از هندسه جسم و همچنین منبع حرارتی درون جسم، نامعلوم است و به جاي آنها با استفاده از دماي اندازه گیري شده برخی از نقاط جسم مجهولات تخمین زده می شوند. از لحاظ ریاضی اثبات شده که مسئله هدایت حرارتی معکوس یک مسئله بدوضع است چرا که خطاهاي کوچک در داده ها باعث ایجاد خطاهاي بزرگ در تاریخچه شار حرارتی محاسبه شده می شود. بنابراین براي مهار کردن این خطاها از روش هاي مرتب سازي استفاده می شود[ 1]. روش هاي حل مسائل هدایت حرارتی معکوس، در حالت کلی به دو دسته تقسیم می شوند: روش هاي دنباله اي و روش هاي تمام دامنه. به صورت تاریخی روش هاي دنباله اي در ایالات متحده گسترش داده شده اند و در حالی که روش هاي تمام دامنه در روسیه گسترش داده شده اند. مهمترین مزیت روش هاي دنباله اي بر روش هاي تمام دامنه عبارتست از: مورد استفاده قرار گیرند

1. روش هاي دنباله اي می توانند به طور همزمان

2. در مسائل غیرخطی به خاطر وابسته بودن خواص حرارتی به دما، روش دنباله اي امکان خطی سازي مسئله را فراهم می کند.

 

 



ارسال توسط بهرامی
منبع:http://www.icivil.ir/omran/jozve/jpaye/post-229.php

سیالات دکتر قره باغی
 

امروز برای شما عزیزان یکسری از تمرینات دکتر قره باغی از دانشگاه تربیت معلم را آماده دانلود میکنیم که شامل تقریبا 48 تمرین همراه با پاسخ تشریحی است و امیدوارم بتواند در یادگیری درس پیچیده سیالات شما را یاری کند ...

دانلود تمرینات سیالات دکتر قره باغی از دانشگاه تربیت معلم همراه با جواب


برچسب‌ها: دانلود تمرین حل شده سیالات, مکانیک سیالات, fluid mechanic, دانلود جزوه سیالات, دانلود کتاب سیالات, دانلود تمرین حل شده درس مکانیک سیالات, دانشگاه تربیت معلم, دکتر قره باغی

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه سی ام تیر 1391

مکانیک سیالات  Fluid mechanics یکی از شاخه‌های وسیع در مکانیک محیط‌ های پیوسته را تشکیل می‌دهد. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی آن‌چه که سرانجام آن دو را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیالات بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله معادله‌هایی برای تحلیل حرکت سیالات طرح‌ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی‌دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند.

معادلات اساسی حاکم بر دینامیک سیالات عبارت‌اند از معادله بقای جرم و بقای مومنتم (یا همان معادلات ناویه-استوکس) می‌باشند. با وجود ابداع معادلات حاکم بر دینامیک سیالات که تاریخچهٔ آن به بیش از ۱۵۰ سال می‌رسد، غیر از چند مورد خاص (همانند جریان بر روی صفحه تخت و جریان درون لوله‌ها در حالت آرام) حل تحلیلی برای این معادلات یافت نشده‌است. به جز چند حالت خاص اساسی مکانیک سیالات، بقیهٔ حل‌ها به صورت تجربی استخراج و استفاده می‌شود. روش دیگر برای حل معادلات استفاده از روش دینامیک محاسباتی سیالات می‌باشد.

کتاب مکانیک سیالات پارسه نوشته استاد رضا طاهری به صورت اسکن شده و در ۶۴ صفحه گردآوری شده است، این کتاب فصول زیر را تحت پوشش قرار می دهد:

  • فصل اول : خواص سیالات

قانون لزجت نیوتون
ویسکوزیته ( لزجت مطلق یا لزجت دینامیکی)
ویسکوزیته سینماتیک
تقسیم بندی سیالات
مدول الاستیسیته ( مدول بالک)
کشش سطحی ( Surface Tension)
صعود و نزول سیال در لوله موئین

  • فصل دوم : استاتیک سیالات

اصل پاسکال
واحدهای فشار
فشار نسبی و فشار مطلق
وسایل اندازه گیری فشار
مانومتر
مانومتر دیفرانسیل
نیروی وارد بر سطوح در سیال ساکن
صفحات افقی
صفحات مایل
روش منشور فشار
صفحه قائم
سطوح انحنا دار
مولفه افقی نیروی وارد بر سطوح انحنا دار
مولفه عمودی وارد بر سطوح انحنا دار
اجسام شناور و غوطه ور در سیال
تعادل اجسام غوطه ور و شناور
هیدرومتر
حرکت صلب گونه سیالات
حرکت با شتاب خطی یکنواخت
حرکت دورانی

  • فصل سوم : جریان سیالات

جریان آرام
جریان درهم
جریان یکنواخت
جریان دائم ( Steady State)
خط مسیر (path line)
خط رگه (Streak Line)
خط جریان ( Stream Line)
قانون بقا در یک سیستم ( قانون پیوستگی)
محاسبه سرعت متوسط
قانون پیوستگی در حرکت سه بعدی
تابع جریان
معادله اولر
معادله برنولی
بیان معادله برنولی در سیستم SI
بیان معادله برنولی در سیستم انگلیسی
چند مثال از کاربردهای معادله برنولی
لوله پیتوت
ضریب تصحیح انرژی جنبشی
قانون بقای مومنتوم
ضریب تصحیح اندازه حرکت

  • فصل چهارم : محاسبه تلفات انرژی در جریان سیالات

افت فشار و اتلاف انرژی
لایه مرزی
محاسبه تنش در جریان سیال
پروفایل سرعت در جریان آرام و درهم سیال نیوتونی در داخل لوله
محاسبه افت انرژی در جریان آرام
ضریب اصطکاک
دیاگرام مودی
ضریب اصطکاک در جریان آرام داخل لوله
ضریب اصطکاک در جریان درهم داخل لوله
شعاع و قطر هیدرولیکی
جریان بین دو صفحه موازی
اتلاف انرژی در اتصالات
انبساط ناگهانی
انقباض ناگهان
طول معادل

  • فصل پنجم : پمپ و پمپاژ

تقسیم بندی پم ها
پمپهای گریز از مرکز (سانتریفوژ)
مشخصات پمپهای سانتریفوژ
روابط حاکم بر پمپها و سیستمهای انتقال مایع
سری و موازی بستن پمپهای سانتریفوژ
موازی بستن پمپهای سانتریفوژ
سری بستن پمپهای سانتریفوژ
کاویتاسپون
NPSH)Net Positive Suction Head)

  • فصل ششم : جریان های خارجی

لایه مرزی در جریان خارجی و جدایش لایه مرزی
مکان نقطه جدایش
نیروی درگ (Drag)
ضریب درگ
کاربرد نیروی درگ : محاسبه ویسکوزیته سیال مجهول

  • فصل هفتم : آنالیز ابعادی و اعداد بی بعد

روش Rayleigh
روش Buckingham
اعداد بی بعد
تشابه مطالعه مدل ها

  • فصل هشتم : بسترهای پرشده

بررسی سیالیت
محاسبه افت فشار
تغییرات تخلخل با تعییرات طول بستر

  • فصل نهم : جریان سیالات تراکم پذیر

محاسبه سرعت صوت
جریان ایزونتروپیک سیال تراکم پذیر در داخل نازل
جریان آدیاباتیک سیال تراکم پذیر در داخل لوله


 

 


دانلود  دانلود مستقیم : مکانیک سیالات پارسه


tag  حجم فايل : 7 مگابایت 

 

منبع : مهندسیار



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : سه شنبه سیزدهم تیر 1391
ارسال توسط بهرامی
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : پنجشنبه یکم تیر 1391
کتاب تحلیل لایه مرزی ژوزف اشتز
Joseph A.schetz/boundary_layer_analysis



دانلود


برچسب‌ها: کتاب تحلیل لایه مرزی ژوزف اشتز Joseph A, schetz, boundary_layer_analysis دانلود

ارسال توسط بهرامی

دروسی از جمله دروس مکانیک سیالات و موتورهای احتراقی که از سوی دانشگاه پیام نور مرکزی به صورت جزوه ارائه شده اند را از لینک زیر دانلود نمایید :
دانلود جزوه مکانیک سیالات و هیدرولیک

دانلود جزوه موتورهای احتراقی

(کلیه فایل ها در قالب فایل pdf می باشد.)


سایر دروس دیگر نیز از لینک زیر مشاهده نمایید :
مدیریت مواد و تجهیزات آموزشی پیام نور



برچسب‌ها: دانلود, دانلود جزوه, دانلود جزوه موتور احتراقی پیام نور, دانلود جزوه مکانیک سیالات پیام نور, دانلود جزوات کشاورزی پیام نور

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : چهارشنبه سی و یکم خرداد 1391
کتاب سیالات پیشرفته کوری با فرمت pdfوبا با کیفیت عالی برای دانلود واستفاده برایتان گذاشته میشود.

دانلود در ادامه مطلب


برچسب‌ها: کتب لاتین, سیالات, M, Dekker, کتاب سیالات پیشرفته کوری

ادامه مطلب...
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : چهارشنبه سی و یکم خرداد 1391
دانلود کتاب سیالات پیشرفته

کتاب سیالات پیشرفته گرابل با فرمت pdfوبا با کیفیت عالی برای دانلود واستفاده برایتان گذاشته میشود.

دانلود در ادامه مطلب


برچسب‌ها: کتاب سیالات پیشرفته گرابل, دانلود رایگان کتاب, مهندسی مکانیک, مکانیک سیالات, کارشناسی ارشد, منابع آزمون

ادامه مطلب...
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه بیست و نهم خرداد 1391
کتاب نکات کلیدی درس مکانیک سیالات توسط بسیج دانشجویی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی در ۱۴ صفحه، جهت شرکت در آزمون کارشناسی ارشد نوشته شده و شامل نکات، فرمول های مربوط به این درس می باشد.

http://s2.picofile.com/file/7324627090/arshad_rozblog_com.rar.html

منبع اینجا

پسورد  www.chechel.blogfa.com




ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه بیست و نهم خرداد 1391

می دانیم که از جمله مهمترین گرایش های مهندسی مکانیک در مقطع ارشد، گرایش تبدیل انرژی است و از آنجا که این وبلاگ نیز به همین نام مزین گشته، درنتیجه از این به بعد میخواهم پس از معرفی اختصاری بعضی از دروس مهم گرایش تبدیل انرژی، چند تا از کتاب های معروف معرفی شده برای آن درس ها را که در اغلب دانشگاه های کشور بلکه جهان تدریس می شوند، به همراه لینک دانلودشان در سلسله پست هایی قرار دهم. امید که مورد پسند مخاطبان قرار گیرد:

۱-مکانیک سیالات پیشرفته

در این درس به مباحث سیالات با دیدی موشکافانه تر می پردازد،می توان سرفصل های کلی این درس را که غالبا در دانشگاه های ایران بر اساس آن تدریس می شود، به صورت زیر دسته بندی کرد:

1-اصول و تعاریف اولیه ی ریاضی شامل آنالیز برداری، دیورژانس ،کرل بردار، تانسور و ...

2-چگونگی بدست آوردن معادلات بقای جرم ، مومنتوم ، معادلات مربوط به سیرکولیشن،ورتیسیته،معادلات نویر-استوکس ،شرایط مرزی در دستگاه های مختلف کارتزین ،استوانه ای و کروی.

3-برسی روابط حاکم بر جریان های غیرلزج

4-حل دقیق معادلات نویر-استوکس همراه با مثال های مختلف(همچون جریان در مقاطع دایروی و غیردایروی ،جریان کوئت و پوازیه ، جریان در مجاری همگرا-واگرا، جریان های خزشی و ...)

5-بررسی روابط مربوط به لایه مرزی بر روی تجسام مختلف و جدایش جریان

6-توربولانس و جریان های مغشوش

در لینک زیر می توانید سرفصل دروس مکانیک در کلیه ی مقاطع را دانلود کنید و بیشتر با مباحثی که در این رشته به آن پرداخته می شود ،آشنا شوید:

http://iauhmech.blogfa.com/page/syllabus.aspx

از جمله کتاب های منبع در این درس می توان به سه کتاب زیر اشاره کرد:

1-(viscous fluid flow (second Edition نوشته ی Frank.M.white که لینک دانلود آن در زیر آمده است:

 http://www.mediafire.com/?qc9ocayo9iy3ji0

این کتاب تحت عنوان "مکانیک سیالات پیشرفته" توسط آقای محمد رضایی نیا ترجمه و توسط انتشارات "امید انقلاب" منتشر گردیده است.

2-Advanced fluid mechanics نوشته ی W.P.Graebel انتشارات Elsevier که لینک دانلود آن در زیر آمده است:

http://www.4shared.com/file/wCiuBbUk/AFM2007.html

3-(Fluid Mechanics(Third edition نوشته ی K.Kundu و M.Cohen انتشارات Elsevier که لینک دانلود آن در زیر آمده است:

http://www.4shared.com/file/FXJ2OQ2D/FM_Kundu.html

منبع اینجا



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه بیست و ششم خرداد 1391
مکانیک سیالات

مفاهیم پایه
استاتیک سیالات
فشار
انواع نیروی هیدرو استاتیکی
نیروی شناوری
پایداری اجسام شناور و غوطه ور
سکون نسبی
حرکت مستقیم با شتاب ثابت
حرکت دورانی یکنواخت حول محور قائم
مفاهیم جریان سیال
جریان یکنواخت و غیریکنواخت
معادلات بنیادی جریان سیال
قانون بقای جرم
تابع جریان
چرخش
معادله اویلر
معادله برنولی
جریان سیال بین دو صفحه موازی
لایه مرزی
...

19 صفحه به فرمت

دانلود

منبع اینجا

پسورد  www.chechel.blogfa.com



برچسب‌ها: مفاهیم پایه استاتیک سیالات, فشار, انواع نیروی هیدرو استاتیکی, نیروی شناوری, پایداری اجسام شناور و غوطه ور, سکون نسبی, حرکت مستقیم با شتاب ثابت, حرکت دورانی یکنواخت حول محور قائم

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه نوزدهم خرداد 1391
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه نوزدهم خرداد 1391


در زیر لینک دستور کار آزمایشگاه سیالات دکتر تیمورتاش را که شامل مباحث (پمپ های پیستونی و دنده ای و سانتریفوژ)- (توربین های پلتون و فرانسیس) و (لوله ی شیپورک) برایتان قرار داده ام.



دانلود دستور کار آزمایشگاه با لینک مستقیم


دانلود دستور کار آزمایشگاه با لینک غیر مستقیم



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه پانزدهم خرداد 1391

نام کتاب نام کتاب : دانلود حل المسایل مکانیک سیالات استریتر

زبان زبان : فارسی

نویسنده نویسنده : بهزاد خداکرمی

نوع فایل نوع فایل :

حجم فایل حجم کتاب : 19.6MB

تعداد صفحات تعداد صفحات : 319


 

مکانیک سیالات از دروس مهم مهندسی مکانیک و شیمی و کشتی سازی و عمران است و در این بین مکانیک سیالات استریتر بسیار به دانشجویان معرفی می شود این کتاب حل المسایل مکانیک سیالات استریتر است.

 

passwordپسورد فایل : www.lianbooks.com

download لینک دانلود کتاب


برچسب‌ها: حل المسائل استریتر, حل المسائل مکانیک سیالات, حل المسائل مکانیک سیالات استریتر, حل المسایل استریتر, حل المسایل سیالات استریتر, حل المسایل مکانیک سیالات, حل المسایل مکانیک سیالات استریتر, دانلود حل الم

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه پانزدهم خرداد 1391

چکيده
اخيراً استفاده از نانوسيالات که در حقيقت سوسپانسيون پايداري از نانوفيبرها و نانوذرات جامد هستند، به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده است.
تحقيقات اخير روي نانوسيالات، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوذرات و يا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان مي‌دهد. از ديگر تفاوت‌هاي اين نوع سيالات، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما، همچنين افزايش فوق‌العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتايج آزمايشگاهي به دست آمده از نانوسيالات نتايج قابل بحثي است که به عنوان مثال مي‌توان به انطباق نداشتن افزايش هدايت حرارتي با تئوري‌هاي موجود اشاره کرد. اين امر نشان دهنده ناتواني اين مدل ها در پيش‌بيني صحيح خواص نانوسيال است. بنابراين براي کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده و در سيستم‌هاي جديد، بايد اقدام به طراحي و ايجاد مدل‌ها و تئوري‌هايي شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهاي سياليت نانوذرات و تصحيحات مربوط به آن کرد.
1. مقدمه
سيستم‌هاي خنک کننده، يکي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي کارخانه‌ها و صنايعي مانند ميکروالکترونيک و هر جايي است که به نوعي با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پيشرفت فناوري در صنايعي مانند ميکروالکترونيک که در مقياس‌هاي زير صد نانومتر عمليات‌هاي سريع و حجيم با سرعت‌هاي بسيار بالا (چند گيگا هرتز) اتفاق مي‌افتد و استفاده از موتورهايي با توان و بار حرارتي بالا اهميت به سزايي پيدا مي‌کند، استفاده از سيستم‌هاي خنک‌کننده پيشرفته و بهينه، کاري اجتناب‌ناپذير است. بهينه‌سازي سيستم‌هاي انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسيله افزايش سطح آنها صورت مي‌گيرد که همواره باعث افزايش حجم و اندازه اين دستگاه‌ها مي‌شود؛ لذا براي غلبه‌ بر اين مشکل، به خنک کننده‌هاي جديد و مؤثر نياز است و نانو سيالات به عنوان راهکاري جديد در اين زمينه مطرح شده‌اند. [1]
نانوسيالات به علت افزايش قابل توجه خواص حرارتي، توجه بسياري از دانشمندان را در سال‌هاي اخير به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمي (حدود يک درصد حجمي) از نانوذرات مس يا نانولوله‌هاي کربني در اتيلن گليکول يا روغن به ترتيب افزايش 40 و 150 درصدي در هدايت حرارتي اين سيالات ايجاد مي‌کند [2] [3]؛ در حالي که براي رسيدن به چنين افزايشي در سوسپانسيون‌هاي معمولي، به غلظت‌هاي بالاتر از ده درصد از ذرات احتياج است؛ اين در حالي است که مشکلات رئولوژيکي و پايداري اين سوسپانسيون‌ها در غلظت‌هاي بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت مي‌شود. در برخي از تحقيقات، هدايت حرارتي نانوسيالات، چندين برابر بيشتر از پيش‌بيني تئوري‌ها است. از ديگر نتايج بسيار جالب، تابعيت شديد هدايت حرارتي نانوسيالات از دما [4] [5] و افزايش تقريباً سه برابري فلاکس حرارتي بحراني آنها در مقايسه با سيالات معمولي است [6 و7].
اين تغييرات در خواص حرارتي نانوسيالات فقط مورد توجه دانشگاهيان نبوده در صورت تهيه موفقيت‌آميز و تأييد پايداري آنها، مي‌تواند آينده‌اي اميدوارکننده در مديريت حرارتي صنعت را رقم بزند. البته از سوسپانسيون نانوذرات فلزي، در ديگر زمينه‌ها از جمله صنايع دارويي و درمان سرطان نيز استفاده شده است [8]. به هر حال تحقيق در زمينه نانوذرات، داراي آينده‌اي بسيار گسترده است [9].

شکل 1. تصاوير TEM از نانو سيال مس (چپ)، نانو ذرات اکسيد مس (وسط) و ذرات کلوئيدي طلاسرب (راست) که در مطالعات مقاومت فصل مشترک استفاده شده اند. ذرات اکسيد مس حالت خوشه اي دارند و کلوئيد هاي طلاسرب توزيع مناسب و اندازه يکسان دارند.

2. تهيه نانوسيالات
بهبود خواص حرارتي نانوسيال احتياج به انتخاب روش تهيه مناسب اين سوسپانسيون‌ها دارد تا از ته‌نشيني و ناپايداري آنها جلوگيري شود. متناسب با کاربرد، انواع بسياري از نانوسيالات از جلمه نانوسيال اکسيد فلزات، نيتريت‌ها، کاربيد فلزات و غيرفلزات که به وسيله يا بدون استفاده از سورفکتانت در سيالاتي مانند آب، اتيلن گليگول و روغن به وجود آمده است. مطالعات زيادي روي چگونگي تهيه نانوذرات و روش‌هاي پراکنده‌سازي آنها درسيال پايه انجام شده است که در اينجا به طور مختصر چند روش متداول‌ را که براي تهيه نانوسيال وجود دارد ذکر مي‌کنيم.
يکي از روش‌هاي متداول تهيه نانوسيال، روش دو مرحله‌اي است [10]. در اين روش ابتدا نانوذره يا نانولوله معمولاً به وسيله روش رسوب بخار شيميايي (CVD) در فضاي گاز بي‌اثر به صورت پودرهاي خشک تهيه مي‌شود [11] [ شکل 1. وسط]، در مرحله بعد نانوذره يا نانولوله در داخل سيال پراکنده مي‌شود. براي اين کار از روش‌هايي مانند لرزاننده‌هاي مافوق صوت و يا از سورفکتانت‌ها استفاده مي‌شود تا توده‌هاي نانوذره‌اي به حداقل رسيده و باعث بهبود رفتار پراکندگي شود. روش دو مرحله‌اي براي بعضي موارد مانند اکسيد فلزات در آب، ديونيزه شده بسيار مناسب است [10] و براي نانوسيالات شامل نانوذرات فلزي سنگيني، کمتر موفق بوده است [12].
روش دو مرحله‌اي داراي مزاياي اقتصادي بالقوه‌اي است؛ زيرا شرکت‌هاي زيادي توانايي تهيه نانوپودرها در مقياس صنعتي را دارند [13].
روش يک مرحله‌اي نيز به موازات روش دو مرحله‌اي پيشرفت کرده است؛ به طور مثال نانوسيالاتي شامل نانوذرات فلزي با استفاده از روش تبخير مستقيم تهيه شده‌اند [2] و [12]. در اين روش، منبع فلزي تحت شرايط خلاء تبخير مي‌شود [14] [شکل 1. چپ].
در اين روش، تراکم توده نانوذرات به حداقل خود مي‌رسد، اما فشار بخار پايين سيال يکي از معايب اين فرايند محسوب مي‌شود؛ ولي با اين حال روش‌هاي شيميايي تک مرحله‌اي مختلفي براي تهيه نانوسيال به وجود آمده است که از آن جمله مي‌توان به روش احياي نمک فلزات و تهيه سوسپانسيون آن در حلال‌هاي مختلف براي تهيه نانوسيال فلزات اشاره کرد [16] [شکل 1. راست]. مزيت اصلي روش يک مرحله‌اي، کنترل بسيار مناسب روي اندازه و توزيع اندازه ذرات است.

3-انتقال حرارت در سيالات ساکن خواص استثنايي نانوسيالات شامل هدايت حرارتي بيشتر نسبت به سوسپانسيون‌هاي معمولي، رابطه غيرخطي بين هدايت وغلظت مواد جامد و بستگي شديد هدايت به دما و افزايش شديد فلاکس حرارتي در منطقه جوشش است. اين خواص استثنايي، به همراه پايداري، روش تهيه نسبتاً آسان و ويسکوزيته قابل قبول باعث شده تا اين سيالات به عنوان يکي از مناسب‌ترين و قوي‌ترين انتخاب‌ها در زمينه سيالات خنک کننده مطرح شوند. نتايج يکي از تحقيقات منتشر شده در زمينه تغيير هدايت حرارتي نانوسيال به عنوان تابعي از غلظت در شکل (2) آمده است.

شکل 2. ارتباط هدايت الکتريکي با جزء حجمي نانو ذرات، بر اساس تئوري ميانگين متوسط براي نانو ذرات بسيار هادي (خط چين پايين) و مدل کلوخه هاي متراکم

 

 

بيشترين تحقيقات روي هدايت حرارتي نانوسيالات، در زمينه سيالات حاوي نانوذرات اکسيد فلزي انجام شده است [18].
ماسودا افزايش 30 درصدي هدايت حرارتي را با اضافه کردن 3/4 درصد حجمي آلومينا به آب گزارش کرده است. لي [15] افزايش 15 درصدي را براي همين نوع نانوسيال با همين درصد حجمي گزارش کرده است که تفاوت اين نتايج را ناشي از تفاوت در اندازه نانوذرات به‌کار رفته در اين دو تحقيق مي‌داند. قطر متوسط ذرات آلوميناي بکاررفته در آزمايش اول 13نانومتر و در آزمايش دوم 33 نانومتر بوده است. زاي و همکاران [20] [19] افزايش 20 درصدي را براي 50 درصد حجمي از همين نانوذرات گزارش کرده‌اند. گروه مشابهي [21] براي نانوذرات کاربيد سيليکون نيز به نتايج مشابهي رسيدند. لي بهبود نسبتاً کمتري را در هدايت حرارتي نانوسيالات حاوي نانوذرات اکسيد مس، نسبت به نانوذرات آلومنيا مشاهده کرد؛ در حالي که ونگ [24] 17 درصد افزايش هدايت حرارتي را براي فقط 4/0 درصد حجمي از نانوذرات اکسيد مس در آب گزارش کرده است. براي نانوسيال با پايه اتيلن گليکول، افزايش بالاي 40 درصد براي 3/0 درصد حجمي مس با متوسط قطر ده نانومتر گزارش شده است. پتل [5] افزايش بالاي 21 درصد براي سوسپانسيون 11 درصد حجمي از نانوذرات طلا و نقره که به ترتيب در آب و تولوئن پراکنده شده بودند را مشاهده کرد. در مواردي هم هيچ افزايش قابل توجهي در هدايت مشاهده نشده است

 

23].
اخيراً تحقيقات ديگري روي وابستگي هدايت به دما براي غلظت‌هاي بالاي نانوذرات اکسيد فلزات و غلظت‌هاي پايين نانوذرات فلزي در حال انجام است که در هر دو مورد در محدوده دماي 20 تا 50 درجه سانتيگراد افزايش دو تا چهار برابري در هدايت مشاهده شده است و در صورت تأييد اين خواص براي دماهاي بالاتر مي‌توان نانوسيال را در سيستم‌هاي گرمايشي نيز استفاده کرد.
بيشترين افزايش هدايت در سوسپانسيون نانولوله‌هاي کربني گزارش شده است که علاوه بر هدايت حرارتي بالا، نسبت طول به قطر بالايي دارند[شکل 3]. از آنجا که نانولوله‌هاي کربني، تشکيل يک شبکه فيبري مي‌دهند، سوسپانسيون آنها بيشتر شبيه کامپوزيت‌هاي پليمري عمل مي‌کند. بيرکاک[25] افزايش 125 درصدي هدايت را در اپوکسي پليمر- نانولوله حاوي يک درصد نانولوله تک ديواره گزارش کرد، همچنين مشاهده کرد که با افزايش دما، هدايت حرارتي افزايش مي‌يابد.
چوي[3] براي سوسپانسيون يک درصد نانولوله‌هاي چند ديواره در روغن [شکل 3 ب] 16 درصد افزايش هدايت حرارتي گزارش کرده است. گزارش‌ها و تحقيقات مختلفي در زمينه افزايش هدايت حرارتي سوسپانسيون نانولوله‌کربني ارائه شده است؛ زاي [26] افزايش ده تا 20 درصدي هدايت حرارتي را در سوسپانسيون يک درصد حجمي با سيال آب گزارش کرده است. ون و دينگ [27] نيز 25درصد افزايش هدايت را در سوسپانسيون 8/0 درصد حجمي در آب گزارش کرده است. اسيل [23] بيشترين افزايش را 38 درصد براي سوسپانسيون شش درصد حجمي در آب گزارش کرده است.

شکل 3. تصاوير SEM از نانو لوله هاي کربني تک ديواره (a) و چند ديواره (b) مورد استفاده در سوسپانسيون ها و کامپوزيت ها.

 

ون و دينگ افزايش سريع هدايت در غلظت‌هاي حدود 2/0 درصد حجمي را گزارش کرده و نشان داده است که اين افزايش از آن به بعد تقريباً ثابت مي‌ماند. در تمامي گزارش‌ها افزايش هدايت با دما مشاهده شده؛ هر چند براي دماهاي بالاتر از 30 درجه سانتيگراد اين افزايش تقريباً متوقف مي‌شود.

4- جريان، جابه‌جايي و جوششاخيراً ضرايب انتقال حرارت نانوسيال در جابه‌جايي آزاد و اجباري اندازه‌گيري شده است. داس [17] آزمايش‌هاي تعيين خواص حرارتي جوشش را براي نانوسيال شروع کرد. يو [6] فلاکس حرارتي بحراني نانوسيال آلومينا- آب در حال جوشش را اندازه‌گيري کرد و افزايش سه برابري در فلاکس حرارت بحراني (CHF) را نسبت به آب خالص گزارش کرد. در همين زمينه واسالو [7] نانوسيال سيليکا- آب را تهيه کرد و همان افزايش سه برابري در CHF را گزارش کرد.
ضريب انتقال حرارت جابجايي آزاد علاوه بر اينکه به هدايت حرارتي بستگي دارد، به خواص ديگري مانند گرماي ويژه، دانسيته و ويسکوزيته ديناميک نيز وابسته است که البته در اين درصدهاي حجمي پايين همان‌طور که انتظار مي‌رفت و مشاهده شد، گرماي ويژه و دانسيته بسيار به سيال پايه نزديک است [33]. ونگ [34] ويسکوزيته آلومينا- آب را اندازه گرفت و نشان داد که هر چه ذرات بهتر و بيشتر پراکنده شوند ويسکوزيته پايين‌تري را مشاهده مي‌کنيم. وي افزايش 30 درصدي در ويسکوزيته را براي سوسپانسيون سه درصد حجمي گزارش کرد که در مقايسه با نتيجه پک‌رچو [35] سه برابر بيشتر به نظر مي‌رسد که نشان‌دهنده وابستگي ويکسوزيته به روش تهيه نانوسيال است. ژوان‌ولي [32] ضريب اصطکاک را براي نانوسيال حاوي يک تا دو درصد ذرات مس به دست آورد و نشان دادکه اين ضريب تقريباً مشابه سيال پايه آب است. ايستمن [36] نشان داد که ضريب انتقال حرارت جابه‌جايي اجباري سوسپانسيون 9/0 درصد حجمي از نانوذرات اکسيد مس، 15 درصد بيشتر از سيال پايه است.

 

شکل 4. پيش بيني هدايت حرارتي کامپوزيت ها ( نرمال شده بر اساس هدايت ماتريکس) به عنوان تابعي از جزء حجمي پر کننده. مربع توپر: ذرات با توزيع مناسب، دايره: خوشه هاي ذرات متراکم ( با 60 درصد حجمي) و مربع: خوشه هاي با تراکم کمتر ( با 40 درصد حجمي از نانو ذرات).

 

ژوان ولي [32] ضريب انتقال حرارت جابه‌جايي اجباري در جريان آشفته را نيز اندازه گرفتند و نشان دادند که مقدار کمي از نانوذرات مس در آب ديونيزه شده، ضريب انتقال حرارت را به صورت قابل توجهي افزايش مي‌دهد، به طور مثال افزودن دو درصد حجمي از نانوذرات مس به آب، حدود 39 درصد انتقال حرارت آن را افزايش مي‌دهد. در حالي که در تناقض با نتايج بالا، پک‌وچو [35] کاهش 12درصدي ضريب انتقال حرارت را در سوسپانسيون حاوي سه درصد حجمي از آلومينا و تيتانا در همان شرايط مشاهده کردند. پوترا [28] با کار روي جابجائي آزاد، بر خلاف هدايت و جابه‌جايي اجباري، کاهش انتقال حرارت را مشاهده کرد. داس با [17] انجام آزمايش‌هاي جوشش روي آلومينا- آب نشان داد که با افزايش درصد حجمي نانوذرات، بازدهي جوشش نسبت به سيال پايه کم مي‌شود. وي اين کاهش را به تغيير خواص سطحي بويلر به علت ته‌نشيني نانوذرات روي سطح ناهموار آن نسبت داد، نه به تغيير خواص سيال. يو [6] با اندازه‌گيري فلاکس حرارتي بحراني براي جوشش روي سطوح تخت و مربعي مس که در نانوسيال آب- آلومينا غوطه‌ور بودند، نشان داد که فلاکس حرارتي اين سيالات سه برابر آب است و اندازه متوسط حباب، افزايش و فرکانس توليد آنها کاهش مي‌يابد. اين نتايج را واسالو [7] نيز تأييد کرد. وي روي نانوسيال آب - سيليکا‌ کار مي‌کرد و افزايش فلاکس حرارت بحراني را براي غلظت‌هاي کمتر از يک‌هزارم درصد حجمي گزارش کرد. هنوز مدلي براي پيش‌بيني اين افزايش‌ها و فاکتورهاي مؤثر بر آن وجود ندارد.

5. هدايت حرارتي نانوسيال
هدايت حرارتي نانوسيال بيشترين مطالعات را به خود اختصاص داده است. اين مقاله نيز به هدايت حرارتي در سيال ساکن پرداخته است. از آنجا که نانوسيال جزو مواد مرکب و کامپوزيتي محسوب مي‌شود، هدايت حرارتي آن به وسيله تئوري متوسط مؤثر به دست مي‌آيد که به وسيله موسوتي، کلازيوس، ماکسول و لورانزا در قرن 19 به دست آمد [37 و38].
اگر از تأثيرات سطح مشترک نانوذرات کروي صرف‌نظر شود، در مقادير بسيار اندک نانوذرات [ f = جزء حجمي نانوذرات] همه مدل‌هاي منتج از تئوري متوسط مؤثر، حل يکساني دارند. در مواردي که نانوذرات داراي هدايت حرارتي بالايي باشد پيش‌بيني مي‌شود که افزايش هدايت حرارتي نانوسيال3× f خواهد شد که اين پيش‌بيني، تخمين خوبي براي مواردي است که هدايت ذرات، بيشتر از 20 برابر هدايت حرارتي سيال باشد [39]. همان‌طور که در شکل (2) نشان داده شده بسياري از تحقيقات تطابق خوبي با اين پيش‌بيني دارد، از جمله مي‌توان به تحقيقات زير اشاره کرد: نانوسيال کاربيد سيليکون با اندازه 26 نانومتر و نانوسيال آلومينا- آب و آلومينا- اتيلن گليکول [10].
مقاومت سطح مشترک نانوذرت و سيال اطراف آن پيش‌بيني اين تئوري را کاهش مي‌دهد؛ البته هر چه ذرات ريزتر باشند اين مقاومت کاهش پيدا مي‌کند. در غلظت‌هاي بالاي نانوذر‌ات [شکل 1. وسط] اگر توده‌هاي نانوذره کوچک باشد، تئوري متوسط مؤثر خوب جواب مي‌دهد؛ زيرا توده نانوذرات فضاي بيشتري نسبت به نانوذر‌ات منفرد اشغال مي‌کند و بنابراين جزء حجمي توده بيشتر از نانوذرات منفرد است. [40] در توده‌هاي متراکم نانوذرات، دانسيته نسبي تقريباً 0 6 درصد است و در مواردي که توده‌‌ها از نظر وضعيت ساختماني بازتر باشد، افزايش بيشتري را مشاهده مي‌کنيم [ شکل 4] که نتايج آزمايشي نيز همين را نشان مي‌دهد [20]؛ البته هدايت حرارتي نانوذرات توده‌اي، کوچک‌تر از ذر‌ات منفرد است؛ البته عامل مهمي در مقابل هدايت حرارتي بالاي نانوذرات نيست.

6. چشم‌انداز
در ده سال گذشته، خواص جالبي براي نانوسيالات گزارش شده است که در اين ميان، هدايت حرارتي بيشترين توجه را به خود جلب کرده است؛ ولي اخيراً خواص حرارتي ديگري نيز مورد پژوهش قرار گرفته است.
نانوسيالات را مي‌توان در زمينه‌هاي مختلفي به کاربرد، اما اين کار با موانعي روبه‌رو است، از جمله اينکه درباره نانوسيال چند نکته بايد بيشتر مورد توجه قرار گيرد:
• تطابق نداشتن نتايج تجربي در آزمايشگاه‌هاي مختلف؛
• ضعف در تعيين مشخصات سوسپانسيون نانوذرات؛
• نبود مدل‌ها و تئوري‌هاي مناسب براي بررسي تغيير خواص نانوسيال.

(منبع سايت : www.nano.ir)



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه پانزدهم خرداد 1391

مکانیک سیالات یا شاره‌ها دانشی است که به بررسی شاره‌های ساکن و متحرک و برهمکنش میان آنها و اجسام ساکن یا متحرک واقع در داخل یا پیرامون آنها می‌‌پردازد.
مقدمه
با توجه به این که استاتیک و تحرک شاره‌ها در طبیعت ، صنعت و زندگی روزمره انسان کاربرد فراوان دارد، لذا دانشمندان آزمایشهای گسترده و اغلب مبتکرانه را در این زمینه ترتیب می‌‌دهند. این آزمایشها بیشتر کاربرد صنعتی دارند و همین امر سبب ایجاد علمی ‌به نام مکانیک سیالات شده است. لازم به ذکر است که مکانیک سیالات محاسباتی ، در صنایع هوایی و ساخت سفینه‌های فضایی کاربرد دارد، به همین دلیل نیاز به تحقیقات و پژوهشهای علمی ‌و عملی در مکانیک سیالات وجود دارد.
تاریخچه
تا اوایل قرن بیستم مطالعه سیالات را اساسا دو گروه هیدرولیک‌دانان و ریاضیدانان، انجام می‌‌دادند. هیدرولیک‌دانان به صورت تجربی کار می‌‌کردند، در حالی که ریاضیدانان توجه خود را بر روشهای تحلیلی متمرکز کرده بودند. آزمایشهای وسیع و اغلب مبتکرانه گروه اول اطلاعات زیاد و ارزشمندی را در اختیار مهندس کاربردی آن روز قرار می‌‌داد. البته به علت عدم تعمیم یک نظریه کارآمد این نتایج دارای ارزش محدودی بودند. ریاضیدانان نیز با غفلت از اطلاعات تجربی مفروضات آن چنان ساده‌ای را در نظر می‌‌گرفتند که نتایج آنها گاه بطور کامل با واقعیت مغایرت داشت.
محققان برجسته‌ای مانند رینولدز ، فرود ، پرانتل و فن کارمان پی بردند که مطالعه سیالات باید آمیزه‌ای از نظریه و آزمایش باشد. این مطالعات سرآغازی برای رسیدن علم مکانیک سیالات به مرحله کنونی آن بوده است. تسهیلات جدید پژوهش و آزمون که ریاضیدانان و فیزیکدانان ، مهندسان و تکنیسین‌های ماهر در کار جمعی از آن استفاده می‌‌کنند، هر دو دیدگاه را به هم نزدیک می‌‌کند.
سیالات
سیال را ماده‌ای تعریف می‌کنند که وقتی تنش برشی هر چند کوچکی وجود داشته باشد، شکل آن بطور پیوسته تغییر کند. جسم جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی قرار بگیرد، تغییر مکان معینی می‌‌دهد، یا کاملا می‌‌شکند. مثلا قطعه جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی
τ قرار بگیرد، تغییر شکلی می‌‌دهد که آن را با زاویه Δα مشخص کرده‌ایم. اگر به جای آن یک ذره سیال قرار داشت، Δα ثابتی وجود نداشت، حتی اگر تنش بینهایت کوچک می‌‌بود. در عوض تا وقتی که تنش برشی τ اعمال شود، یک تعییر شکل پیوسته ادامه دارد.
در موادی مانند پارافین که گاهی آنها را پلاستیک می‌‌نامیم، هر دو نوع تغییر شکل برشی را می‌‌توان یافت که اگر به مقدار معینی کمتر باشد، تغییر مکانهایی مشابه تغییر مکان جسم جامد بوجود می‌‌آید و اگر مقدار تنش برشی بیش از این مقدار باشد، به تغییر شکل پیوسته‌ای مشابه تغییر شکل سیال می‌‌انجامد. مقدار این تنش برشی حد فاصل ، به نوع و حالت ماده بستگی دارد.
استاتیک سیالات
اگر تمام ذرات یک سیال یا بی حرکت باشند، یا نسبت به یک دستگاه مختصات لخت بطور همسان سرعت ثابت داشته باشند، آن سیال را استاتیک در نظر می‌‌گیرند. در سیال ساکن یا سیال در حال حرکت یکنواخت ، از آنجا که سیال نمی‌‌تواند بدون حرکت در برابر تنش برشی مقاومت کند، سیال ساکن لزوما باید بطور کامل از تنش برشی فارغ باشد. سیالی که حرکت یکنواخت دارد، یعنی جریانی که در آن سرعت تمام اجزا یکسان است، نیز فارغ از تنش برشی است، زیرا تغییرات سرعت در تمام جهتها در جریان یکنواخت باید صفر باشد.
جریان با سطح آزاد
جریان با سطح آزاد معمولا به جریانی از مایع گفته می‌‌شود که در آن قسمتی از مرز جریان که سطح آزاد نامیده می‌‌شود، فقط تحت تاثیر شرایط معینی از فشار قرار داشته باشد. حرکت آب در اقیانوسها ، در رودخانه‌ها و همچنین جریان مایعات در لوله‌های نیمه پر ، جریانهایی با سطح آزاد به شمار می‌‌آیند که در آنها فشار جو روی سطح مرز اعمال می‌‌شود. در تحلیل جریان با سطح آزاد ، وضعیت هندسی سطح آزاد از قبل معلوم نیست.
تعیین شکل هندسی مربوطه یک قسمت از جواب است، یعنی با یک شرط مرزی بسیار دشوار مواجهیم. به همین دلیل تحلیلهایی کلی بسیار پیچیده هستند و خارج حوزه این مقاله قرار می‌‌گیرند. اگرچه قسمت اعظم مبحثی که باید بررسی شود، در آغاز فقط برای متخصصان هیدرولیک و مهندسان ساختمان جالب به نظر می‌‌رسد، ولی بعدا خواهید دید که امواج آب و پرش هیدرولیکی ، به ترتیب با موج فشاری و موج شوکی که در جریان تراکم پذیر بررسی می‌‌شوند، قابل قیاس‌اند.
مکانیک سیالات محاسباتی
با ورود کامپیوتر به صحنه ، روش سومی ‌به نام مکانیک سیالات محاسباتی پدید آ‌مده است. وقتی با استفاده از کامپیوتر پارامترهای مختلف مورد نظر را که در برنامه هستند، به اختیار تغییر می‌‌دهیم، با شبیه سازی عددی دینامیک سیالات سر و کار پیدا می‌‌کنیم. به کمک این شیوه پدیده‌های جدید کشف شده‌اند، قبل از آن که به کمک آزمایش و در عمل یافت شده باشند. به این ترتیب می‌‌توان مکانیک سیالات محاسباتی را به عنوان رشته علمی ‌جداگانه‌ای تلقی کرد که مکمل دینامیک سیالات نظری و آزمایشی به شمار می‌‌آید.
صنایع بطور روزمره از کامپیوتر بهره می‌‌گیرند تا از آن برای حل کردن مسائلی مربوط به جریان سیال که برای طراحی وسیله‌هایی چون پمپها ،‍ کمپرسورها و موتورها مورد نیازند، کمک بگیرند. مهندسان هواپیما جریان سه بعدی پیرامون کل هواپیما را در کامپیوتر شبیه سازی می‌‌کنند تا مشخصه‌های پرواز را پیش بینی کنند. در حقیقت قسمت قابل توجهی از بودجه طرح و توسعه غالبا به بررسیهای مبحث دینامیک سیالات محاسباتی اختصاص داده می‌‌شود.
                                                                           
سایت رشد



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه پانزدهم خرداد 1391

نگاهي به جريان سيال در لوله‌ها

سيالات موادي هستند كه شكل ظرفي را كه درون آنها قرار دارند، به خود مي‌گيرند و لذا براي انتقال آنها، به محيطي واسطه نياز داريم. بشر از ديرگاه براي انتقال  سيال بصورت پيوسته از لوله استفاده مي‌نمود. لوله ها در طولها، اشكال و اندازه‌هاي مختلف بكار ميروند . آيا تا به حال به شكل لوله ها توجه كرده‌ايد ؟ زياد شدن طول لوله يا قطر لوله ها چه اثري بر روي انتقال سيال و ميزان مصرف انرژي خواهد گذاشت؟ چرا لوله ها را به صورت مستقيم استفاده مي‌كنند؟ اگر لوله ها را خم كنند يا حتي بپيچانندچه تغييري در جريان مشاهده مي‌كنيم؟

گاهي از اوقات لوله حاوي سيال را گرم و يا سرد مي‌كنند و با اين عمل ، از لوله يك مبادله گر حرارتي ميسازند. با توجه به اين موضوع به سوالات بالا چنين پاسخ مي‌دهيم.

لوله در اينجا مجرايي است كه سيال در داخل آن جريان مييابد و همزمان گرم يا سرد نيز مي‌شود. هنگامي كه  سيال لزجي وارد مجرايي ميشود ، لايه مرزي، در طول ديواره تشكيل خواهد شد. لايه مرزي بتدريج در كل سطح مقطع مجرا توسعه مييابد و از آن به بعد به جريان، كاملا توسعه يافته (فراگير ) گفته مي‌شود. معمولا اگر طول لوله بلندتر از 10 برابر قطر لوله باشد آنگاه جريان توسعه يافته شده است.

اگر ديواره مجرا گرم يا سرد شود، لايه مرزي گرمايي نيز در طول ديواره مجرا توسعه خواهد يافت.

اگر گرمايش يا سرمايش، از ورودي مجرا شروع شود ، هم نمودار توزيع سرعت  و هم نمودار توزيع دما بصورت همزمان توسعه مي‌يابند. مسأله انتقال گرما در اين شرايط ، به مسأله طول ورودي هيدرو ديناميكي و گرمايي تبديل مي‌شود كه در بر گيرنده چهاذ حالت مختلف است و به اينكه هر كدام از دو لايه مرزي سرعت و دما در چه وضعيتي بسر مي‌برند(( كاملا توسعه يافته و يا در حال توسعه)) بستگي دارد.

در ناحيه كاملا توسعه يافته در داخل لوله ، عملا لايه مرزي وجود ندارد چون دو ناحيه مختلف، كه يكي با سرعت جريان آزاد و ديگري تحت تاثير ديواره باشد ، وجود نخواهد داشت و در سرتاسر لوله ، تمام نواحي تحت تاثير ديواره قرار دارند. از آنجا لايه مرزي، مقاومتي در برابر انتقال حرارت است، لذا  بيشترين ميزان ضريب انتقال حرارت جابجايي در ابتداي لوله، يعني در جايي كه ضخامت لايه مرزي صفر است، مشاهده مي‌شود. مقدار اين ضريب به تدريج همزمان با افزايش ضخامت لايه مرزي و در نتيجه افزايش مقاومت در برابر انتقال حرارت، كاهش مي‌يابد تا به مقدار آن در ناحيه كاملا توسعه يافته برسد كه تقريبا مقداري ثابت است.

حال اثر تغيير شكلي خاص در لوله را روي ويژگي‌هاي سرعت و انتقال حرارت بررسي مي‌كنيم.

كويلهاي حلزوني و مارپيچ ، لوله‌هاي خميده اي هستند كه بعنوان مبادله گرهاي گرماي لوله خميده در كاربردهاي مختلف ايتفاده مي‌شوند.

بياييد كويلهاي مارپيچ يا حلزوني را تحليل كنيم. سيالي را در درون اين لوله ها در نظر مي‌گيريم. آنچه در ابتدا نظرمان را به خود جلب مي‌كند اينست كه چون لوله ها بصورت مارپيچ (دايروي) پيچيده شده‌اند، لذا در اثر حركت دوراني و محوري، نيرويي به آنها وارد مي‌شود و اين خود باعث مي‌شود تا شتاب سيال صفر نشود، حال سؤالي كه اينجا مطرح مي‌شود اينست كه با وجود اين نيرو، آيا جريان داخل مارپيچ، كاملا توسعه يافته است يا جرياني در حال توسعه است و پروفايل سرعت تغيير مي‌كند. آيا دليل بيشتر بودن h (ضريب انتقال حرارت جابجايي) در ناحيه، نيبت به لوله مستقيم نيز،اين است(مي‌دانيم كه h در ناحيه كاملا توسعه يافته كوچكتر از h  در ناحيه در حال توسعه است)؟ يا هيچكدام از اينها صحيح نيست و دليل بزرگتر بودن ضريب انتقال حرارت جابجايي در اين ناحيه چيز ديگري است؟

در اولين نگاه بنظر مي رسد كه جريان داخل كويل كاملا توسعه  يافته نيست و دليل بيشتر بودن  h نيز همين است. با اين حساب اين جمله را چگونه توجيه كنيم كه : داده‌هاي محدود راجع به جريان آشفته در حال توسعه ، نشان مي‌دهد كه جريان ، در نيم دور اول كويل كاملا توسعه مي‌يابد؟ اگر اينطور باشد پس دليل افزايش h چيست؟  

 

جريان در يك لوله

 

جريان داخل لوله را در مختصات استوانه‌اي در نظر بگيريد كه داراي سه مولفه Ө ,z ,r است. هنگاميكه لوله مستقيم است، سرعت در دو راستاي Ө ,r  صفر بوده و فقط در راستاي z  سرعت داريم  :                      و هنگاميكه لوله را خميده يا مارپيچ مي‌كنيم، بدليل وجود نيروي گريز از مركز و شتاب حاصل از آن (وساير مولفه‌هاي شتاب ايجاد شده)، سرعت مولفه ديگري علاوه بر  مي‌يابد:    كه تابع r  شعاع انحنا مارپيچ نيز هست. اين مولفه جديد سرعت ،  ميل دارد حركت چرخشي (Spiral)  به سيال بدهد، يعني سيال همزمان كه در طول لوله به جلو مي‌رود، حول خط مركزي لوله دوران هم مي‌كند اما عليرغم ميلش هميشه موفق به اين كار نمي‌شود. بنابراين نيروي گريز از مركز عامل توسعه يافته نشدن  جريان نخواهد بود بلكه در زماني كه بيشترين اثر را بر روي رژيم جريان بگذارد، آن را به سمت ناپايداري مي‌برد (تا پايداري جريان مصادف است با آشفته شدن آن) و حركتي گردشي به سيال مي‌دهد و بهر حال ، وجود نيروي  گريز از مركز با اينكه  جريان در نيم دور اول كويل كاملا توسعه يافته شود، هيچ منافاتي باهم ندارد.

باز هم اين سوال باقي مي‌ماند كه دليل افزايش h چيست؟ مي‌دانيم كه ضريب انتقال حرارت در جريان آشفته(Turbulent)  و نيز جريان آشوبناك (Chaotic) ، بيش از ضريب انتقال حرارت در جريان آرام است، پس هر ابزاري كه كمك كندجريان به سمت آشفته شدن يا آشوبناك شدن پيش رود باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي مي‌شود، خواه در مورد جريان در داخل لوله و خواه در مورد جريان بر روي لوله . وقتي لوله را بصورت مارپيچ در مي‌آوريم با افزودن يك مولفه سرعت كه مي‌تواند پايداري جريان را در معرض خطر قرار دهد،جريان بسمت آشفته شدن پيش برده و باعث افزايش h شده‌ايم. اينكه كويل ما بصورت افقي يا قائم قرار گيرد نيز بر روي ضريب انتقال حرارت جابجايي ما موثر است بخصوص در سمت خارج لوله چون انتقال حرارت باعث تغيير چگالي سيال و ايجاد يك حركت انتقالي در اثر نيروي ارشميدس مي‌شود كه اين حركت اگر تقويت شده، به سمت توربولان شدن پيش ميرود و يا روي حركت كلي جريان تاثير گذاشته، انرا به سمت توربولان شدن پيش برد، باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي (h) مي‌شود.

بحث ديگري كه امروزه به منظور افزايش h بر همين مبنا مطرح است بحث استفاده از مبدل‌هاي حرارتي آشوبناك است. به اين معني كه براي افزايش ضريب انتقال حرارت و غالبا در كويلها، جريان را آشوبناك مي‌كنند. عقيده اين گروه بر اين است كه توربولان (آشفتگي) حالتي خاص از پديده آشوب Chaos است و نيز در اين جريان ميزان تلفات انري بالاست. آنچه مسلم است و تجربه نيز گواه آن، اينست كه بروز هر دو پدرده (آشفتگي و آشوبناكي) در جريان سيال باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي مي‌شود.

 نماي لايه مرزي آرام و آشفته

 

نكات كليدي :

1- ضخامت لايه مرزي به تدريج در طول لوله افزايش مي‌يابد و بعد از به هم پيوستن لايه هاي مرزي اطراف لوله جريان كاملا توسعه يافته مي‌شود. هرچند بصورت نظري، نزديك شدن به نمودار توزيع سرعت كاملا توسعه يافته به شكل مجانبي است و تعيين محلي معين و دقيق كه در آنجا جريان در مجرا كاملا توسعه يافته است، غير ممكن مي‌باشد. با اينحال براي تمام كاربردهاي عملي طول ورودي هيدروديناميكي محدود است.

 

2- به فاصله‌اي كه در طي آن سرعت كاملا توسعه يافته مي‌شود طول ورودي هيدروديناميكي ميگويند.

 

3- به فاصله‌اي كه در طي آن نمودار توزيع دما كاملا توسعه يافته مي‌شود طول ورودي گرما ميگويند.



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : یکشنبه چهاردهم خرداد 1391
آشنایی با دبی سنج 
دبي سنج
نام تجهيز : دبي سنج (Flow Meter)
سایر اسامی: جريان سنج

چكيده :

دبي سنج ها در دو نوع اساسي تقسيم بندي مي شوند : دبي سنج هايي كه در مسير جريان مي باشند و دبي سنج هايي كه از لوله منشعب شده اند . هد متر ها يا دبي سنج ها اختلاف فشاري رايج ترين نوع وسايل اندازه گيري جريان در صنعت مي باشند . مبناي محاسبه دبي در اين نوع دبي سنج ها بر اساس سنجش سرعت سيال و سپس توليد سيگنالي متناسب با سرعت سيال است.

مقدمه :

اندازه گيري جريان يكي از مهمترين جنبه هاي كنترل فرآيند است و در حقيقت رايج ترين پارامتر اندازه گيري فرآيند مي باشد . دبي سنج ها براي تعيين مقدار سيال عبوري از لوله به كار مي روند. جريان عموماَ  توسط اندازه گيري سرعت در يك سطح مقطع مشخص اندازه گيري مي شود و دبي حجمي با رابطه ساده QV = A * V بدست مي آيد. در اينجا A  سطح مقطع لوله و V سرعت سيال است. از عوامل موثر بر دبي جريان در لوله عبارتند از : سرعت سيال ، اصطكاك سيال در تماس با لوله ، ويسكوزيته و دانسيته سيال .

سرعت سيال به هد فشار بستگي داشته و توسط نيروي جريان درون لوله ايجاد مي شود. هد فشار بيشتر مسبب دبي بيشتر و متعاقباً دبي حجمي بزرگتر مي شود. اندازه لوله نيز بر دبي جريان موثر است براي مثال دو برابر كردن قطر لوله دبي جريان را چهار برابر مي كند. اصطكاك در لوله باعث كاهش دبي سيال درون لوله شده و لذا به عنوان يك فاكتور منفي در نظر گرفته مي شود و دبي سيال در نزديكي ديواره لوله را كاهش مي دهد، لوله صاف و تميز باعث كاهش تاثير اصطكاكي بر دبي سيال مي شود.

 ويسكوزيته نيز بر دبي جريان تاثير منفي دارد، ويسكوزيته مايعات با افزايش دما كاهش مي يابد ولي در بعضي ديگر ، از يك حد دمايي به بعد شروع به افزايش مي كند. در كل مي توان گفت ويسكوزيته زيادتر سيال منجر به دبي كمتر جريان مي شود.

شرح و توصيف :

از عوامل موثر بر انتخاب دبي سنج ها دقت و اطمينان پذيري مي باشد، اندازه گيري غير دقيق منجر به خسارت به تجهيزات و محصولات كارخانه مي شود و با اندازه گيري دقيق مي توان مقدار توزيع و يا تركيب سيالات را مشخص كرده و دقيقاَ سود و زيان توليد را محاسبه كرد.

دبي سنج ها در دو نوع اساسي تقسيم بندي مي شوند : دبي سنج هايي كه در مسير جريان مي باشند و دبي سنج هايي كه از لوله منشعب شده اند . انتخاب دبي سنج مناسب مستلزم شناخت شرايط عملياتي فرآيند و نيازمندي هاي عملكرد تجهيزات است. شرايط عملياتي فرآيند ها شامل مواردي چون تخمين دبي حداكثر و حداقل فرآيند ، دما و فشار عملكرد و خواص فيزيكي اعم از ويسكوزيته ، دانسيته ، فرسايش و خوردگي مي باشند. از معيار هاي ديگر انتخاب دبي سنج ها در فرآيند ها توجه به مزايا و عيوب آنها مي باشد . مزايا و عيوب دبي سنج ها  بر اساس معيار هايي چون  دقت ، قابل اعتماد بودن ، قيمت خريد ، هزينه نصب ، هزينه مالكيت ، سهولت استعمال ، قابليت اندزه گيري دبي مايع ، بخار و گاز ، محدوديت پذيري ، تكرار پذيري ، قابليت نگهداري ، حساسيت به لرزش ، افت فشار ، وجود اندازه هاي مختلف و ... مي باشد.

هر دبي سنج ، داراي يك سري مشخصه ها و مزاياي خاص خود است و با پيشرفت در توليد فرآيند ها و مواد ، مطالبات جديدي به روي اين گونه وسايل گشوده است .

انواع گوناگون دبي سنج

دبي سنج ها را مي توان بر اساس تكنولوژي به كار رفته در آنها طبقه بندب نمود، لذا دسته بندي كلي دبي سنج ها به صورت زير مي باشد :

  1.  دبي سنج هاي فشاري (Head Meters)
  2.  دبي سنج هاي سرعتي (Velocity Meters)
  3.  دبي سنج هاي جرمي (Mass Meters)
  4.  دبي سنج هاي جابجايي مثبت (Positive Displacement Meters)

يكي ديگر از دسته بندي هاي رايج دبي سنج ها به صورت زير مي باشد :

  •  دبي سنج هاي اختلاف فشاري
  •  دبي سنج هاي مكانيكي
  •  دبي سنج هاي الكترونيكي
  •  دبي سنج هاي جرمي

ما در اينجا دسته بندي اول را براي شرح انواع دبي سنج ها به كار مي گيريم.

بعضي از دبي سنج ها دبي جريان را مستقيماَ و بدون واسطه گزارش مي دهند ، دبي سنج هاي جرمي از اين نوع هستند در حاليكه دبي سنج هاي حجمي بدين گونه نبوده و به طور غير مستقيم توسط اندازه گيري افت فشار يا سرعت سيال و يا ... دبي را گزارش مي دهند.



برچسب‌ها: دبی سنج, flowmeter, دبی سنج چگونه کار می کند, اساس کار دبی سنج, دبی متر, فلومتر

ارسال توسط بهرامی

alt

گزارش حاضر در 11 صفحه به ارائه ی نتایج و توضیح آزمایش انجام گرفته با توربین فرانسیس می پردازد. هدف از انجام این آزمایش، مشاهده نحوه کار و بررسی منحنی های مشخصه توربین فرانسیس است. فرمت گزارش PDF می باشد.

فهرست مطالب مندرج در گزارش عبارتند از:

هدف آزمایش
اجزای تشکیل دهنده دستگاه
آزمایش اول، داده ها و نمودارها
آزمایش دوم، داده ها و نمودارها
آزمایش سوم، داده ها و نمودارها
بحث و نتیجه گیری
فرمول های مورد استفاده

دانلود کتاب

حجم: 0.8 MB, فرمت:PDF

مرجع:  ایران مکانیک



برچسب‌ها: گزارش کار سیالات, گزارش کار مکانیک سیالات, گزارش کار مکانیک سیالات توربین فرانسیس, توربین فرانسیس چیست

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : چهارشنبه دهم خرداد 1391
آفتاب: برای شما هم زیاد اتفاق می‌افتد که در حال راه رفتن با یک فنجان نوشیدنی، مثلا قهوه، قبل از این که به مقصد خود برسید، آن را بریزید؟ نگران نباشید! حالا محققین راهکارهایی برای پیشگیری از آن یافته‌اند! 

 آیا تا به حال دقت کرده‌اید که راه رفتن با یک فنجان قهوه، ‌بدون این که ذره‌ای از آن بریزد، چقدر چه کار سختی است؟ می‌دانید چرا؟ این حالت به این دلیل خیلی زیاد اتفاق می‌افتد که فرکانس گام برداشتن انسان به طور معمول به اندازه نوسان طبیعی قهوه است و با ایجاد تشدید باعث ریزش آن از لبه‌های فنجان می‌شود، البته در شرایطی که قهوه در فنجان یا لیوانی ریخته شده باشد که اندازه خاصی دارد،‌ اندازه‌ای که اتفاقا معمول و متداول هم هست! 

به گزارش لایفز لیتل میستریز،ترکیب اندازه لیوان، اندازه پاها و ویژگی‌های مایعی که درون لیوان ریخته شده، به طور معمول باعث می‌شود که بین گام‌های هفتم تا دهم، آن را بریزید! این گفته گروهی از محققین فیزیک سیالات در دانشگاه کالیفرنیا واقع در سانتا باربارا است. 

آن‌ها در مطالعه خود به بررسی فرکانسی که در آن،‌ قهوه درون لیوان‌های با اندازه‌های مختلف رو به جلو و عقب حرکت می‌کند پرداختند. همچنین آن‌ها انواع مختلف قهوه، از یک فنجان اسپرسوی رقیق گرفته تا یک فنجان کاپوچینوی غلیظ را مورد مطالعه قرار داده و به این نتیجه رسیدند که یک فرد عادی به طور معمول با فرکانسی بسیار نزدیک به فرکانس طبیعی قهوه گام برمی‌دارد و با هر قدم، حرکت قهوه را تشدید می‌کند. حرکت‌های ناگهانی یا تغییر آهنگ گام برداشتن،‌ که به طور معمول وقتی کافئین بدن کم شده باشد اتفاق می‌افتد،‌ اوضاع را بدتر هم می‌کند و با ایجاد نوعی آشفتگی درون فنجان قهوه،‌ احتمال بیرون ریختن آن از لبه‌های فنجان را افزایش می‌دهد. 

خب، خیلی هم ناامید نشوید،‌ هنوز راهی برای حمل یک فنجان قهوه بدون ریختن آن وجود دارد!‌ محققین با ساختن مدلی از فرکانس قدم برداشتن افراد و نیز حرکت قهوه درون فنجان و مقایسه‌ آن با چندین نمونه واقعی راه رفتن با فنجان قهوه،‌ راهکارهایی را برای جا‌به‌جا کردن فنجان قهوه،‌ بدون نگرانی از ریختن آن ارائه داده‌اند:
افرادی که قهوه می‌نوشند، معمولا در حالی که فنجان قهوه در دستشان است، سریع‌تر راه می‌روند تا بتوانند قبل از این که ارتفاع موج‌های قهوه درون فنجان به لبه‌های فنجان برسد و کار از کار بگذرد، به مقصد خود برسند. اما از نظر علمی، این راهکار درستی نیست. هر چه شما سریع‌تر قدم بردارید،‌ آهنگ گام‌های شما سریع‌تر به فرکانس موج قهوه درون فنجان می‌رسد. بنابراین، ‌برای این که باعث ریختن قهوه نشوید،‌ باید آرام‌تر گام بردارید. 

دومین نکته این که در حین حرکت به پاهایتان نگاه نکنید، بلکه مراقب فنجانی باشید که در دست دارید. محققین به این نتیجه رسیدند که وقتی افراد در حین راه رفتن با فنجان قهوه، به فنجان نگاه می‌کنند، معمولا تا قبل از رسیدن به حدی که قهوه بریزد،‌ گام‌های بیشتری برداشته‌اند. کرشتنیکوف و همکارش هانس مایر برای این یافته دو توضیح دارند: اول این که تمرکز روی فنجان قهوه باعث می‌شود فرد آهسته‌تر راه برود. دوم این که این کار، احتمال ایجاد آشفتگی ناگهانی در فنجان را کاهش می‌دهد. نمی‌توان گفت دلیل این حالت این است که با نگاه کردن به فنجان، لغزش‌های ظریف دست خود را کنترل می‌کنیم و در واقع حرکت قهوه درون فنجان را سرکوب می‌کنیم، یا این که در حال نگاه کردن، ناخودآگاه آن را با ثبات بیشتری نگه می‌داریم. 

سومین نکته این که سعی کنید به طور تدریجی به سرعت خود اضافه کنید. اگر از همان ابتدا با سرعت بالا راه بروید، موج بلندی در قهوه ایجاد می‌کنید که باعث می‌شود بعد از برداشتن تنها چند گام،‌ قهوه بریزد. 

غیر از همه راهکارهای گفته شده،‌ یک راهکار دیگر هم وجود دارد: سعی کنید یک لیوان با اندازه غیرمعمول برای قهوه خود پیدا کنید. به گفته کرشتنیکوف، مطالعات مهندسی مایعات که از قدیم برای قرار دادن تانک‌های سوخت به طور باثبات‌تری درون موشک‌ها انجام می‌شد، سه امکان را برای داشتن فنجان‌های بدون احتمال ریختن مطرح می‌کنند: ظرفی که انعطاف‌پذیر باشد و به عنوان جذب‌کننده موج‌های ایجاد شده در مایع عمل کند، وجود حلقه‌هایی روی دیواره داخلی ظرف که موج‌های ایجاد شده در مایع را سرکوب کنند ،‌یا ظرفی که شکلی غیرعادی داشته باشد. به نظر می‌رسد که گزینه آخر از همه ساده‌‌تر و البته شاید جذاب‌تر است.

منبع: خبرآنلاین/ بهنوش خرم‌روز



ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم اردیبهشت 1391

The Book is quite ok for introductory courses as well as applications in Hydraulics. It is biased towards engineering and .
Fluid Mechanics 3rd Edition (Paperback)
by victor streeter (Author)
•Publisher: McGraw-Hill (January 1, 1962)
•ASIN: B001FBOKU4
FLUID MECHANICS
INTERNATIONAL STUDENT EDITION
Exclusive rights by Kogakusha Co., Ltd. for manufacture and export from Japan.
This book cannot be re-exported from the country to which it is consigned by
Kijgalcusha Co.. Ltd. or by McGraw-Hill Book Company, Inc. or any of its

 

پسورد:   dlbook.net

دانلود مستقیم


برچسب‌ها: مکانیک سیالات استریتر, دانلود کتاب مکانیک سیالات استریتر, سیالات استریتر, استریتر ویرایش سوم, کتاب سیالات استریتر پی دی اف, سیالات استریتر pdf

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : سه شنبه بیست و ششم اردیبهشت 1391
اصل اساسی :
قطعه دواری كه در داخل پوسته پمپ وجود دارد با حركت سریع خود موجب گردش آب می گردد. در نتیجه این عمل آب تحت تأثیرنیروی گریزاز مركز واقع شده و از مجرای خروجی خارج می گردد . درنتیجه ایجاد خلأ نسبی ، فشار آتمسفر باعث دخول آب به بدنه پمپ می گردد . تا زمانی كه آب در داخل پمپ وجود داشته و پره آن به حركت دوران خود را ادامه می دهد مراحل فوق الذكر نیز تكرار می گرددند قطعه دواری كه در داخل پمپ های گریز از مركز قرار دارد پره نامیده می شود . پره مذكور در داخل بده پمپ گردش می كند . مجرای ورود یا مكش آب در مركز پره قرار داشته و سوراخ خروجی در پیرامون بدنه واقع شده است . در موقع كار ، آب از مجرای ورودی مكیده شده وپس از اینكه تحت تأثیر گریز از مركز قرار گرفت از طریق مجرای خروجی خارج می گردد .
به طوری كه ملاحظه می شود یك قوطی حلبی كه به زائده های a وc مجهز است از طریق یك تسمه كه به محور قوطی لحیم شده است به صرعت می گردد . غرض از تعبیه زائده های a و c این است كه در موقع گردش قوطی حلبی ، آب داخل آن ، تحت تأثیر نیروی گریز از مركز واقع شده وشروع به بیرون ریختن وسرریز كردن می كند . علت آن پدیده آن است كه در كناره دیواره قوطی ، آب قادر به عبور از زائده ها نیست و به همین دلیل ناچار است از بالای آن عبور كند و فشار حاصل سطح آب را به طرف بالا سوق می دهد . در این حال چون حجم مایع ثابت است سطح آن در قسمت مركزی قوطی پایین می افتد . وقتی اب موجود در كناره ها بالا می رود در نزدیكی مركز خلائی به وجود می آید و فشار آتمسفر آب را به طرف پایین می راند .
باید توجه داشت كه اختلاف ارتفاع یا جهش آب به اندازه dd بوده است . از آنجایی كه آبی كه از قسمت بالایی قوطی می ریزد ، سرعت زیادی دارد ( مساوی با سرعت بدنه خارجی قوطی ) بدیهی است كه در حین این عمل ، انرژی جنبشی زیادی تلف می شود ، مگر اینكه ترتیب دیگری اتخاذ شود كه آب مورد نیاز را تأمین نماید از یك دایره اضافی استفاده شده كه در موقع لزوم از سرریز آب جلوگیری می كند .
همچنین برای تأمین آب مورد نیاز ، محور دورا سیستم ، مجوف بوده وبه یك منبع ذخیره متصل است . برای حصول نتیجه یكسان میتوان بجای تحرك قوطی فقط پره ها را به صورت متحرك در نظر گرفت .


برچسب‌ها: کارکرد پمپ, پمپ چگونه کار می کند, توربو ماشین, pump, پمپ, اجزای پمپ, تجهیزات پمپ

ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : دوشنبه یازدهم اردیبهشت 1391

اولین موجودی را که خدا آفریده آب بوده


والله خلق کل دابه من ماء



برچسب‌ها: مکانیک سیالات در قران, قران, مکانیک سیالات, سیالات

ادامه مطلب...
ارسال توسط بهرامی
 
تاريخ : جمعه هشتم اردیبهشت 1391

Publisher: CRC | Pages: 532 | 2009-08-26 | ISBN 0849391628 | PDF | 8 MB

Download from Hotfile

Download from uploading

سایت خوب دانلود کتاب ومجلات رایگان

برای دانلود می توانید از سایت رپیدباز کمک بگیرید.

(قابلیت ارایه لینک مستقیم واستفاده از دانلود منیجر)

هزینه استفاده از سایت رپید باز برای 6گیگ دانلود با مدت زمان نامحدود حدود

2300 تومان است  که بسیار مقرون به صرفه  است .توجه داشته باشید برای

فایل های زیر ٢٠ مگابایت رایگان است


برچسب‌ها: دانلود هندبک سیالات, هندبوک اب بند, طراحی سد, طراحی اب بند, طراحی اب بند pdf

ارسال توسط بهرامی

اسلایدر

دانلود فیلم