دیواره راست

دیواره جلویی

دیواره پشتی

از آنجایی که دیواره­ها صلب در نظر گرفته شده ­اند، بر روی هر شش دیواره است. شرایط اولیه حاکم بر سیال در کل میدان حل به این صورت بوده است.

(۳-۱۸)

۳-۷- روش بررسی تغییر فاز در این پژوهش
اساساً سه نوع تغییر فاز شناخته شده است که به بررسی اجمالی هر کدام می‌پردازیم.
۳-۷-۱ تغییر فاز با مرز مجزا
در این حالت ناحیه تغییر فاز که متشکل از فاز جامد و فاز مایع است، توسط مرزی واضح، هموار و پیوسته از هم جدا شده‌اند. به عنوان مثال انجماد آب و یا انجماد سریع فلزات از این نوع هستند. به این نوع، تغییر فاز در دمای ثابت نیز گفته می‌شود. مواد خالص و مخلوط‌های یوتکتیک در یک دمای معین ذوب و یا منجمد می‌شوند. ماده در دمای کمتر از نقطه ذوب خود در فاز جامد و در دمای بالاتر از آن در فاز مایع است. بنابراین تغییر فاز این مواد از این نوع هستند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۳-۷-۲ تغییر فاز آلیاژها
در این حالت ناحیه تغییر فاز دارای ساختاری کریستالی شامل ذراتی ستونی و یا محوری است و مرز مشترک بین فاز جامد و فاز مایع دارای شکلی پیچیده است و لزوماً هموار و پیوسته نیست. به عنوان مثال انجماد اکثر آلیاژهای فلزی از این نوع هستند. تغییر فاز آلیاژها به جای دمای ثابت در یک دامنه دمایی صورت می‌گیرد. در این تغییر فاز به جای وجود یک مرز مشترک بین فاز جامد و فاز مایع یک ناحیه مشترک وجود دارد. این ناحیه که شبیه ماده متخلخل است و حالتی بین مایع و جامد دارد به نام ناحیه خمیری شناخه می‌شود. به این ترتیب تغییر فاز آلیاژها شامل سه ناحیه مایع، جامد و خمیری است.
۳-۷-۳ تغییر فاز پیوسته
در این حالت فازهای جامد و مایع در ناحیه تغییر فاز کاملاً پخش شده‌اند و مرز مشخصی بین مایع و جامد وجود ندارد. به عنوان مثال انجام پلیمرها، شیشه‌ها و موم‌ها از این نوع هستند.
برای حل مسائل تغییر فاز افزون بر روش های تحلیلی و تجربی، روش های عددی مختلفی نیز برای حل مسائل با مرز متحرک به کار گرفته می شود. روش های عددی که برای مسائل شامل تغییر فاز می توان به کار برد به دو گروه عمده حل عددی مستقیم و روش آنتالپی تقسیم می شوند. کرانک [۵۷] انواع روش های فوق را بررسی کرده است.
در حل مستقیم با انتخاب یک دستگاه مناسب، محیط فیزیکی به محیط محاسباتی تبدیل می شود که در آن شبکه حل بر سطح دو فاز منطبق است. با این شرایط می توان معادلات هر فاز را جداگانه حل کرد [۵۸و۵۹]. در ادامه به دست آوردن موقعیت دقیق مرز متحرک و نیز گستردگی دما در هر لحظه مطلوب می باشد. این روش حل برای مسائل یک بعدی به خوبی جواب می دهد مانند یخ زدن آب حول یک لوله طویل سرد.
دسته دوم از روش های عددی که در این پژوهش هم مورد استفاده قرار گرفته است، روش آنتالپی می باشد که جزو روش های حل ضعیف است. این دسته از روش ها دارای انعطاف پذیری بسیاری بوده و به راحتی به مسائل چند بعدی قابل تعمیم هستند. در این روش از شبکه ثابت استفاده می شود و معادلات حاکم به گونه ای تصحیح می شوند که در هر دو فاز معتبر باشند. در این صورت می توان بدون نیاز به دانستن محل سطح مشترک، معادلات را در کل شبکه به طور همزمان حل کرد [۶۰ و۶۱]. مسئله اصلی در روش آنتالپی اعمال سرعت صفر در فاز جامد است. برای این منظور می توان برای ویسکوزیته تابعی در نظر گرفت که در مایع به ویسکوزیته مایع و در جامد به عددی بزرگ تبدیل شود [۶۰]. همچنین می توان به معادلات ممنتوم جمله هایی افزود که در مایع سرعت واقعی و در جامد سرعت صفر را نتیجه دهد [۶۲].
برخی از مزایای این روش که باعث انتخاب آن شده عبارتند از:
– لازم نیست هیچ شرطی در مرز تغییر فاز ارضا گردد.
– لزومی به تعیین محل دقیق مرز تغییر فاز و دنبال کردن آن وجود ندارد.
– احتیاجی به در نظر گرفتن نواحی دو طرف مرز تغییر فاز به صورت جداگانه نیست.
۳-۸- معادلات حاکم بر روش انتالپی
یکی از مهمترین قسمت‌های حل مسائل فیزیکی مدل کردن آنها می‌باشد، چرا که برای تشریح مسائل فیزیکی از ابزاری به نام ریاضی استفاده می‌شود؛ بنابراین مدل کردن مسائل تأثیر بسزایی روی معادلات حاکم بر فیزیک مسأله دارد.
در این فصل پس از ذکر فرضیات، ابتدا معادلات حاکم بر انتقال حرارت در PCM مورد بحث قرار می‌گیرد سپس مدل آنتالپی عمومی توضیح داده می‌شود.
فرضیاتی‌که‌برای‌بررسی‌پدیده انتقال حرارت در سیستم در نظر گرفته شده‌اند، عبارتند از:
– جریان سیال درون حفره غیرقابل تراکم است.
– دیواره‌های چپ و راست در درجه حرارت ثابت قرار دارند و باقی دیوارها عایق هستند.
– جابجایی آزاد در قسمت مایع PCM وجود دارد
۳-۸-۱ معادله حاکم بر انتقال حرارت بر پایه روش آنتالپی
برای بررسی انتقال حرارت در PCM یک المان همانند شکل زیر در نظر می‌گیریم:

شکل ۳-۱: بررسی انتقال حرارت در هندسه مورد نظر

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...