با توجه به اهمیت فرایند خنک کردن و گرم کردن یک جسم جامد، تولید انتروپی در جریان محدود در اطراف یک مانع مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، شبیه سازی عددی جریان لایه ای آرام و انتقال حرارت نانو سیال ها با نانو ذرات Al2O3 یا نانو لوله های کربن (CNTs)با شکل های مختلف در نظر گرفته شده است. معادله های ناویر-استوکس و انرژی به صورت عددی در یک سیستم مختصات متناسب با هندسه جسم، با استفاده از روش حجم کنترل حل شده اند. الگوهای جریان و میدان های دما برای مقادیر مختلف غلظت ذرات به طور دقیق بررسی شده اند. علاوه بر این، اثرات شکل و غلظت نانو ذرات بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نانو سیال ها بر افت فشار و توان پمپ مطالعه شد. از سوی دیگر، کمینه کردن تولید انتروپی به عنوان معیار بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در بیشتر موارد، نانو سیال ها انتقال حرارت و همچنین افت فشار را افزایش می دهند. همچنین، شکل نانو ذرات مکانیزم انتقال حرارت در نانو سیال ها مهم است. نانو سیال ها با نانو ذرات استوانه ای CNT نسبت به نانو سیال های که دارای نانو ذرات Al2O3 با شکل کروی هستند، انتقال حرارت را بیشتر افزایش می دهند. برای نانو سیال حاوی CNT با غلظت %5/0 انتقال حرارت خیلی بیشتر از توان پمپاژ افزایش یافته است که این نانو سیال را یک انتخاب اقتصادی می سازد.

امروزه مخلوط کننده های جتی به علت داشتن برتری هایی در حال جایگزینی با سایر مخلوط کننده ها در بعضی از کاربردهای صنایع شیمیایی می باشند. از این رو بررسی پارامترهای تاثیرگذار در این مخلوط کننده ها دارای اهمیت می باشد. در این پژوهش، تاثیر قطر نازل در شدت های حجمی متفاوت جریان جت شونده و تاثیر زاویه تزریق جت، به طور آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتیجه های آزمایشگاهی نشان دهنده آن است که برای یک مخزن استوانه ای با ضریب شکل برابر یک (h/D=1) و تزریق جت از مرکز سقف مخزن، افزایش قطر نازل در یک جریان حجمی ثابت منجر به افزایش زمان اختلاط می شود، ولی روند بیشتر شدن با افزایش شدت حجمی جریان جت شونده، تضعیف می شود. همچنین نتیجه ها نشان می دهند که زمان اختلاط به زاویه تزریق جت بستگی دارد. تزریق با زاویه 20 و 30 درجه از مرکز سقف مخزن، دارای بلندترین طول های جت می باشند، که بر اساس پژوهش های انجام شده قبلی، مبنی بر کاهش زمان اختلاط با افزایش طول جت، کوتاه ترین زمان های اختلاط را نتیجه نمی دهند. این درحالی است که زاویه های تزریق 10 و 45 درجه دارای کمترین زمان اختلاط می باشند.

هدف این تحقیق شبیه سازی عملکرد، سیستم کنترل بردار تراست با استفاده ازنازل های دارای دو گلوگاه می باشد. هندسه نازل با ابعاد مشخص و جریان مافوق صوت تراکم پذیر با سه مدل آشفتگی مختلف و نسبت فشار معین شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که مدل آشفتگی SST K-ω رفتار جریان درون نازل های دارای دو گلوگاه را به درستی پیش بینی می کند. پس از اعتبارسنجی حل عددی و مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی موجود، تاثیر پارامترهای موثر، نظیر طول شیار ناحیه تزریق جریان ثانویه و درصد دبی جرمی ثانویه تزریق شده، بر عملکرد نازل و سیستم کنترل بردار تراست به کمک نازل های دارای دو گلوگاه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج عددی بدست آمده نشان می دهد که با کاهش طول شیار، زاویه برداردهی و بازدهی سیستم کنترل بردار تراست افزایش می یابد. به طوری که با کاهش طول شیار و با تزریق 7% دبی جرمی ثانویه، مقدار زاویه برداردهی نازل از 12 درجه به 20 درجه می رسد. با افزایش طول شیار تزریق جریان ثانویه، ضریب تخلیه و ضریب تراست نازل افزایش می یابد. برای نمونه با چهار برابر نمودن طول شیار مقدار ضریب تخلیه نازل حدود 10% افزایش می یابد.از طرفی کاهش طول شیار و افزایش دبی جرمی جریان ثانویه منجر به کاهش ضریب تخلیه و ضریب تراست نازل می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.