جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "supercritical fluid" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «supercritical fluid» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»جستجوی supercritical fluid در مقالات مجلات علمی
-
سیال فوق بحرانی به دلیل دارا بودن خصوصیات منحصربه فرد سال هاست که در برخی از صنایع به منظور افزایش کارایی فرآیندها جایگزین سیال غیر بحرانی شده و از زمان شناختش مورد مطالعات آزمایشگاهی، عددی و تحلیلی متعددی قرارگرفته است. در این پژوهش فرآیند انتقال حرارت جابجایی طبیعی آرام بین لوله داغ دما ثابت عمودی و دی اکسید کربن فوق بحرانی به طور عددی شبیه سازی شده است. مدل سازی این فرآیند به صورت دوبعدی شبه گذرا و با استفاده از روش حجم محدود انجام گرفته است. هدف اصلی پژوهش بررسی اثر تغییرات خواص سیال فوق بحرانی نزدیک دمای شبه بحرانی آن بر میدان سرعت و دمای سیال در انتقال حرارت جابجایی طبیعی و درنهایت تاثیر این تغییرات بر میزان کل انتقال حرارت صورت گرفته به سیال نسبت به حالت غیر بحرانی است. مدلسازی فرآیند انتقال حرارت بین دماهای 305 تا 312 کلوین و فشارهای 7.5 تا 9 مگا پاسکال انجام شده است. در این تحقیق به منظور محاسبهی خواص دی اکسید کربن در شرایط مختلف برای اولین بار از معادله حالت چند پارامتری اسپن و وگنر برحسب انرژی هلمهولتز به طور مستقیم استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده افزایش نرخ انتقال حرارت جابجایی آزاد به دی اکسید کربن در حالت فوق بحرانی نسبت به فرض گاز ایده آل تا 160% در نزدیکی نقطه شبه بحرانی و در دیگر نقاط افزایش تا 118% است.کلید واژگان: سیال فوق بحرانی, جابجایی طبیعی, لوله ی عمودی, روش حجم محدود, عدد ناسلتSupercritical fluids have substituted non-super critical fluids in some areas of industry because of their unique characteristics and have been the subject of numerous experimental, numerical and analytic studies since their discovery. In this study laminar natural convection between a hot vertical tube with constant temperature and supercritical carbon dioxide with uniform temperature at inlet is simulated by utilizing a numerical model. The simulation is a two-dimensional, pseudo-transient numerical model based on finite volume method. The main objective of this study is to investigate and analyze the effect of severe property variations of supercritical carbon dioxide on the flow and temperature field of natural convection that ultimately affect heat transfer rates with respect to non-critical natural convection. Numerical simulations have been carried out for temperature and pressure ranges of 305K to 312K and 7.5MPa to 9MPa respectively. Span and Wangers multi-parameter equation of state have been used directly to determine carbon dioxide properties around pseudo critical temperature for the first time. Results indicate an increased rate of total heat transfer up to 160% near pseudo-critical temperature and 118% in other temperatures for supercritical natural convection with respect to ideal gas assumption.Keywords: Supercritical Fluid, Natural convection, Vertical Tube, Finite volume, Nusselt Number
-
اهمیت پژوهش پیرامون خصوصیات سیالات فوق بحرانی با درنظر گرفتن افزایش کاربرد آن ها در صنایع مختلف غذایی، شیمیایی، پلیمر، نفت و گاز بیش از پیش آشکار می گردد. یکی از مهم ترین خصوصیات این گونه سیالات، ضریب انبساط حرارتی (β) می باشد. در اکثر فرایندهایی که این مولفه در آن ها کاربرد دارد، از فرض گاز ایده ال استفاده شده است. ضعف این مدل آن است که در محدوده نقطه بحرانی، قادر به پیش بینی صحیح ضریب انبساط حرارتی نمی باشد. به همین دلیل در پژوهش حاضر به منظور تعیین ضریب انبساط حرارتی، از معادله حالت ردلیش کوانگ استفاده گردیده و رابطه ای جدید که تابع دما، فشار و ضریب تراکم پذیری می باشد، استخراج شده است. مقایسه رفتار منحنی های حاصل از این رابطه با مقادیر تجربی مطابقت خوبی را نشان می دهد. علاوه بر این انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال فوق بحرانی در کانال عمودی با دیواره های دما ثابت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و بر پایه الگوریتم سیمپل حل گردیده و پس از اعتبارسنجی با مطالعات پیشین، به مقایسه مشخصه های جریان و انتقال حرارت به ازای ضریب انبساط حرارتی مبتنی بر فرض گاز ایده آل و ضریب انبساط حرارتی حاصل از این تحقیق برای سیال فوق بحرانی پرداخته شده است. در انتها روند تغییرات ضریب انتقال حرارت با فاصله گرفتن سیال از نقطه بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است.
کلید واژگان: جابجایی طبیعی, سیال فوق بحرانی, کانال عمودی, ضریب انبساط حرارتی, معادله حالت ردلیش کوانگThe significance of research on the specifications of the supercritical fluids becomes more evident with respect to the increase of their application in different food, chemical, polymer, oil, and gas industries. One of the major specification, is the coefficient of thermal expansion (β) where the ideal gas model was used in most of the processes in which this component is applied; the weakness of this model is that it is unable to make an accurate prediction of this parameter within the range of critical point. For this reason, in this study to determine the coefficient of thermal expansion, Redlich–Kwong equation of state is used and a new relation as a function of temperature, pressure, and compressibility is obtained. Comparing behavior of the curves obtained from this relation with experimental data, exhibits a favorable consistency. Moreover, natural convection heat transfer of the supercritical fluid in a vertical channel at constant temperature walls conditions were considered numerically. The governing equations were solved using the finite-volume method (FVM) and based on the SIMPLE Algorithm. After validation with the earlier studies. Then, the flow and heat transfer characteristics based on the obtained coefficient of thermal expansion were compared with the ideal gas assumptions. Finally, the trend of change in heat transfer coefficient away from the critical point was studied.Keywords: Natural convection, Supercritical Fluid, Vertical channel, Thermal expansion coefficient, Redlich, Kwong equation of state
نکته
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.