انتقال گرما از طریق هدایت گرمایی آزاد از یک سطح افقی
گرم توسط پرده عمودی نازک سرد و از میان مایع
چکیده :
در این مقاله انتقال گرما از طریق هدایت گرمایی آزاد به طور مستقیم از میان یک مایع از یک سطح افقی گرم به سطح سرد توسط, پرده های عمودی سردی که به طور عمودی در مایع فرو رفته اند و به سطح سرد متصل می باشد توسط روابط عددی مورد مطالعه قرار گرفته است . در این مقاله فرض شده است که دمای پرده ها معادل دمای سطح سرد می باشد . معادلات حاکم بر این رابطه که بدون دیمانسیون درنظر گرفته شده اند توسط روش Fiateelement
( اجزاء محدود ) حل شده اند از حل معادلات فاصله و فضای بدون دیمانسیون بین سطح پائینی سرد و انتهای پره نتیجه گیری می شود . در حل معادلات عدد prandtl برابر 5 درنظر گرفته شده است و سایر پارامترهای موثر تغییرات و سیعی رادارا می باشند .
1- فهرست واژه ها
فاصله بین انتهای پرذه و سطح سرد پایینی =
عمق مایع =
عدد Nusselt که به وابسته می باشد =
عدد Rayleigh که به وابسته می باشد =
دما =
دمای سطح گرم =
دمای پایین سطح ( سطح سرد ) =
دمای بدون دیمانسیون =
نصف فاصله بین پره ها =
مختصات افقی = X
مختصات افقی بدون دیمانسیون =
مختصات عمودی =
مختصات عمودی بدون دیمانسیون =
معادله فلو = Q
مهادله فلوی بدون دیمانسون =
حالت گردان =
حالت گرمایی بدون دیمانسیون = W
2- مقدمه :
در سرد شدن تجهیزات الکترونیک به روش غوطه وری ( برای مثال به موارد 1 , 2 , 3 نگاه کنید ) معمولاً سطح افقی گرم شده به طور مستقیم در معرض مایعی با سطح آزاد قرار می گیرند.
جوش در حالت های واقعی و تحت شرایط عملکردی خاص در سطح گرم اتفاق می افتد , این موقعیت در اینجا درنظر گرفته شده است یعنی انتقال گرما از طریق هدایت گرمایی آزاد به طور مستقیم از میان یک مایع از یک سطح افقی گرم به سطح سرد , توسط پره های عمودی سردی که به طور عمودی در مایع فرو رفته اند و به سطح سرد متصل می باشند مورد مطالعه قرار گرفته است ( که در شکل 1 نشان داده شده است ) . در اینجا این روش به صورت عدد مورد مطالعه قرار گرفته است
" Figure 1 "
در بیشتر موقعیت های واقعی هدایت گرمایی پره ازهدایت گرمایی مایع بیشتر می باشد
در این شرایط تغییرات دما در پره ها قابل چشم پوشی می باشد . پره ها در هر جایی موثر در دمای سطح سرد شده می باشند . در خیلی از حالت ها ضخامت پره ها در مقایسه با فاصله بین پره ها کوچک است و اثرضخامت پره ها قابل چشم پوشی می باشد .
علاوه بر این نرخ انتقال گرما در سطح آزاد مایع معمولاً قابل چشم پوشی می باشد همچنین به خاطر اینکه معمولاً چندین پره وجود دارند فلوی بین هرجفت پره ها به طور معمول نسبت به خط مرکزی بین پره ها متقارن می باشد .
یکی از نتایج اساسی که در کارفعلی پیگیری شده است فضای بین پره های بوده است که بیشترین نرخ انتقال گرما را نتیجه می دهد . یعنی فضای پره بهینه فضای پره بهینه برای موقعیت های دیگر نیز بحث شده است برای مثال در مورد
3- معادلات حاکم و روش راه حل :
در این معاملات فرض شده است که فلو دائم روان و دو بعدی می باشد و خواص مایع ثابت می باشند به استثناء چگالی که با دماتغییر می کند وبه خاطر خاصیت شناوری افزایش می یابد این مورد با استفاده از روش BOVssinesq مورد مطالعه قرار گرفته است .
حالیکه T دما می باشد و Tn دمای دیوار و با غ می باشد و Af و Tc دما پره می باشد . / به حالت بدون دلالت می کنند
معادلات حاکم در شرایط متغیرهای بدون بعد عبارتند از :
که دراینجا Ra عدد Rayleigh می باشد که به H وابسته می باشد .
با درنظر گرفتن سطوحی که در شکل 1 مشخص شده اند اساساً شرایط مرزی راه حل عبارتند از : تابع جریان بدون بعد که در ABCDE ثابت می باشد , دمای بدون بعد که مقدار1 را در AE و مقدار را در C دارد , گرادیان نرمال دمای بدون بعد که در AB , BC و DE صفر می باشد , حالت گردابی بدون بعد که در AB و BC و DE صفر می باشد .
سطح آزاد BC مایع فرض می شود که صاف و آریاباتیک باقی بماند و فرض می شود که فشار ناشی از شکاف صفر باقی بماند .