شکل ۷-۱۸ عدد ناسلت متوسط روی دیوار پایین برای AR=3 و ۰۱/۰  و مقادیر مختلف عدد رینولدز و α

(( 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. ))

در شکل ۷-۱۹، اثر زاویه همگرایی کانال (α) روی تنش برشی متوسط برای AR=3 و ۰۱/۰  و مقادیر مختلف عدد رینولدز نشان داده شده است. مشاهده می‌شود که با افزایش زاویه α، تنش برشی افزایش می‌یابد. این افزایش در زوایای بالاتر بسیار محسوس‌تر است. در =۳^o α، با افزایش عدد رینولدز از ۱۰۰ تا ۶۰۰، تنش برشی متوسط حدود ۴۰% افزایش می‌یابد، اما در=۵^o α برای همین محدوده عدد رینولدز، تنش برشی حدود ۱۴۰% افزایش می‌یابد. همچنین در Re=300 با افزایش α از ۲^o تا ۵^o، تنش برشی متوسط حدودا چهار برابر می‌شود.

شکل ۷-۱۹ تنش برشی متوسط روی دیوار پایین برای AR=3 و ۰۱/۰  و مقادیر مختلف عدد رینولدز و α
در شکل ۷-۲۰ پروفیل سرعت محوری برای سیال غیرنیوتنی مورد نظر و یک سیال نیوتنی با دانسیته و ضریب هدایت حرارتی مشابه با Re=300، ۰۴/۰  ، =۳ ^oα و مقادیر مختلف نسبت منظر نشان داده شده است. مشاهده می‌شود که برای سیال غیرنیوتنی برخلاف سیال نیوتنی، افزایش نسبت منظر منجر به کاهش پروفیل سرعت می‌شود. این پدیده به علت تفاوت رابطه عدد رینولدز سیالات نیوتنی با غیرنیوتنی است. مطابق رابطه رینولدز سیالات نیوتنی، سرعت سیال مستقیما به قطر ورودی وابسته است و با کاهش قطر سرعت سیال نیز افزایش می‌یابد و حاصلضرب سرعت در قطر سیال (دبی) همواره ثابت است. اما در سیالات غیرنیوتنی حاصلضرب قطر ورودی و سرعت سیال مقدار ثابتی نیست بلکه با توجه به رابطه (۷-۱) داریم.

در نهایت از رابطه بالا به رابطه زیر برای نسبت سرعت‌ها می‌رسیم.

و با توجه به اینکه دبی جریان (حاصلضرب سرعت سیال و قطر ورودی) ثابت می‌ماند، بنابراین در سیال غیرنیوتنی با افزایش نسبت منظر (کاهش قطر ورودی)، سرعت خروجی کاهش می‌یابد.

شکل ۷-۲۰ مقایسه پروفیل سرعت خط مرکزی کانال برایRe=300 ، ۰۴/۰  ، =۳ ^oα و مقادیر مختلف نسبت منظر برای دو سیال نیوتنی و غیرنیوتنی
نمودار توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین بر حسب x برای Re=300، ۰۴/۰  ، =۳ ^oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال در شکل ۷-۲۱ نشان داده شده است. مطابق توضیحات شکل قبل، برای سیالات غیرنیوتنی با افزایش نسبت منظر، سرعت سیال در انتهای کانال کاهش یافته و این به معنی کاهش ضریب انتقال حرارت جابجایی است و این امر منجر به کاهش عدد ناسلت می‌شود.

شکل ۷-۲۱ توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین برای Re=300 ، ۰۴/۰  ، =۳ ^oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
شکل ۷-۲۲ نمودار توزیع تنش برشی روی دیوار پایین را بر حسب x برای شرایط داده شده در شکل قبل نشان می‌دهد. مطابق توضیحات ارائه شده در شکل ۷-۲۱، برای سیال غیرنیوتنی، افزایش نسبت منظر منجر به کاهش پروفیل سرعت محوری می‌شود و با توجه به اینکه سرعت در مرکز کانال حداکثر مقدار را دارد، بنابراین گرادیان سرعت کاهش یافته و این امر منجر به کاهش تنش برشی می‌شود.

شکل ۷-۲۲ توزیع تنش برشی روی دیوار پایین برای Re=300 ، ۰۴/۰  ، =۳ ^oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
در شکل ۷-۲۳ توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین برای یک سیال نیوتنی با شرایط بالا نشان داده شده است. برای سیال نیوتنی، برخلاف سیال غیرنیوتنی، با افزایش نسبت منظر، عدد ناسلت نیز افزایش می‌یابد که علت این پدیده به تفصیل در شکل ۷-۲۰ توضیح داده شد.