انجاز رسالة الماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية الموسومة ” الحمل الحر الطباقي في حيز حلقي افقي مملوء بكرات زجاجية بوجود زعانف على الأسطوانة الداخلية “
تم انجاز رسالة الماجستير للطالب (احمد محسن كاطع) في قسم الهندسة الميكانيكية عن البحث الموسوم ” الحمل الحر الطباقي في حيز حلقي افقي مملوء بكرات زجاجية بوجود زعانف على الأسطوانة الداخلية ” باشراف الاستاذ المساعد د.منال هادي صالح من قبل لجنة المناقشة المؤلفة من :
الاستاذ د.احسان يحيى حسين
الاستاذ المساعد د.نجم عبد جاسم
الاستاذ المساعد د.مؤيد رزوقي
وتلخص البحث بما يلي :
أجريت في هذا البحث دراسة عملية ونظرية لإنتقال الطاقة الحرارية بالحمل الحر والاشعاع في فجوة حلقية ثنائية الأبعاد مملؤة بوسط مسامي(كرات زجاجية) بين أسطوانتين افقيتين متحدتي المركز بوجود (أو عدم وجود) زعانف متصلة بالإسطوانة الداخلية تحت شروط حالة الإستقرار. حفظ سطح الأسطوانة الداخلية بدرجة حرارية ثابتة وعالية بتسليط فيض حراري منتظم وتم حفظ سطح الأسطوانة الخارجية بدرجة حرارية ثابتة وواطئة داخل حجرة التجميد في ثلاجة.
أجريت التجارب العملية على فجوة حلقية مملؤة بوسط مسامي ( كرات زجاجية ) ولمدى عدد رالي المعدّل (4.9 ≤ Ra* ≤ 69) وتأثير الاشعاع (Rd = 0, 1, 2,5 and 10) ولطول زعنفة(Hf =3,7 and 11mm) ونسبة الأقطار (Rr=(r1/r2)=0.1405,0.2045,0.293, 0.364 ) ولعدد زعانف (n=12, 23 and 45) ولخطوة الزعنفة (s = 19.2, 8.4 and 3mm).
تم كتابة المعادلات الحاكمة في الدراسة العددية تحت فرضيات قانون دارسي وتقریب بوسنسك وتحويلها الى معادلة بدلالة الجھد المتجه والتي بدورھا حلت عدديا باستخدام طریقة الفروق المحددة. تتضمن إمكانية الحل العددي حساب السريان ودرجة الحرارة وعدد نسلت الموقعي والمتوسط. تم بناء برنامج بلغة ماتلاب لتنفيذ الحل العددي. وتم تمثيل عدد نسلت المتوسط والموقعي ومخططات توزيع درجات الحرارة والسرعة لبيان جريان المائع وانتقال الطاقة الحرارية.
أجريت الدراسة العددية لمدى عدد رالي المعدّل 4.9 ≤ Ra ≤ 300) ) ونسبة الأقطار (Rr=(r1/r2) = 0.1405, 0.2045, 0.293and 0.365) . بينت النتائج أن عدد نسلت المتوسط يعتمد على عدد رالي المعدّل وطول وعدد الزعانف وتأثير الاشعاع ونسبة الأقطار, وتبين ان معدل نسلت المتوسط يكون ثابت تقريبا عندما يكون عدد رالي المعدّل قليل ويزداد عندما يزداد الاخير وان الاشعاع يؤثر بصورة كبيرة عند عدد رالي المعدّل عند القيم الواطئة. وكذلك بينت ان زيادة نسبة الاقطار تزيد من عدد نسلت المتوسط, وان زيادة الاشعاع يؤثر بشكل كبير على عدد نسلت المتوسط وكذلك بينت النتائج أن زيادة في طول وعدد الزعانف يقلل من انتقال الحرارة لان الزعنفة تمثل عائق للجريان.
مثلت النتائج العملية والنظرية بمعادلات تجريبية تربط عدد نسلت الموقعي بعدد رالي المعدّل ونسبة الأقطار والاشعاع في حالة وجود أو عدم وجود زعانف على الأسطوانة الداخلية.قورنت النتائج العملية والنظربة للبحث الحالي وكانت أعلى نسبة إنحراف 0.995%. كذلك قورنت نتائج البحث الحالي مع نتائج بحوث أخرى في حالة عدم وجود زعانف وأعطت توافق جيد بنسبة إنحراف 3% لعدد نسلت المتوسط.
