آکادمی, توتوریال های انسیس
آموزش نحوه محاسبه عدد ناسلت و افت فشار در انسیس فلوئنت (Nusselt number)
فیلم نحوه محاسبه عدد ناسلت و افت فشار در انسیس فلوئنت
همانطور که در ویدئوی بالا مشاهده کردید برای بدست آوردن عدد ناسلت و افت فشار pressure drop در انسیس فلوئنت باید با مفاهیم کلی آن ها آشنا باشیم. به همین منظور توضیحاتی پیرامون عدد ناسلت در مقاله زیر بیان شده است.
این فیلم آموزشی قسمتی از دوره آموزش انسیس فلوئنت CFDgroup است که با توجه به سوالات فراوان دانشجویان به صورت رایگان در اختیار عزیزان قرار گرفته است.
Nusselt number چیست ؟
عدد ناسلت ، یک عدد بدون بعد می باشد که در انتقال حرارت، تعیین کننده نسبت گرمای انتقال یافته از طریق جابجایی به گرمای انتقال یافته از طریق هدایتی در مرز سیستم می باشد. به بیان ساده تر اگر عدد ناسلت به یک نزدیک باشد یعنی انتقال حرارت هدایتی و جابجایی به یکدیگر نزدیک هستند و اگر عدد ناسلت بزرگتر از یک باشد به این معنی است که انتقال حرارت جابجایی بیشتر است.
محاسبه عدد ناسلت
برای بدست آوردن Nusselt number، مطابق با شکل زیر فرض کنید جریانی به صورت لایه‌ای روی سطحی تخت در حال عبور است.
با توجه به شکل بالا، جریان آزاد در دمای T∞ و سطح در دمای Ts قرار دارد. با در نظر گرفتن متفاوت بودن دمای سطح و دمای سیال، لایه‌مرزی حرارتی تشکیل میشود. در نتیجه با در نظر گرفتن نرخ انتقال حرارت جا به جایی بین سطح و سیال و همچنین انتقال حرارت هدایتی به صورت فرمول های زیر:
Nusselt number از تقسیم این دو فرمول بدست خواهد آمد. توجه داشته باشید که این عدد به صورت بی بعدی بوده در نتیجه در مقالات ISI بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.
بدست آوردن عدد ناسلت در فلوئنت
پس برای بدست آوردن عدد ناسلت در فلوئنت ، به ضریب انتقال حرارت سیال نیاز خواهیم داشت. در نرم افزار انسیس فلونئت این ضریب میبایست به صورت غیر مسقیم توسط کابر استخراج شود. برای این کار میتوان از نرم افزار CFD Post یا نرم افزار Tec Plot استفاده و با ابزار اکسپرشن نویسی ضریب انتقال حرارت را استخراج کرد.
با توجه به فرمول ارائه شده برای انتقال حرارت جا به جایی و دانستن Ts یا به عبارت دیگر دمای بالک شبیه سازی، ضریب انتقال حرارت جا به جایی بدست می آید. دقت داشته باشید اگر به دنبال بدست آوردن Nusselt number گزارش شده در مقالات ISI هستید، می بایست فرض استفاده شده برای دمای بالک مقاله را به درستی لحاظ کنید (معمولا دمای میانگین درحجم سیال استفاده میشود).
پس از استخراج دمای بالک و بدست آوردن ضریب انتقال حرارت جا به جایی، عدد ناسلت در فلوئنت به راحتی بدست خواهد آمد. محاسبه افت فشار در فلوئنت هم مطابق ویدئوی بالا به راحتی با اکسپرشن نویسی قابل محاسبه است.
بسیار مفید . سپاس