کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6588412 1423232 2018 6 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Theoretical analysis of the viscosity correction factor for heat transfer in pipe flow
ترجمه فارسی عنوان
تحلیل نظری ضریب تصحیح ویسکوزیته برای انتقال حرارت در جریان لوله
کلمات کلیدی
سایدر-تیت، انتقال حرارت، لایه مرزی، عامل تصحیح ویسکوزیته، عدد ناسلت
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2- تحلیل نظری

2- 1- تعیین Ψ0

3- بحث

جدول 1- ضرایب تصحیح (F) با استفاده از تقریب‌های خطی تکه‌ای مختلف پروفایل درجه دوم در θ، و با استفاده از بسط‌های سری برای  α کوچک (1 >) به دست آمده است.

شکل 1- الف) ضرایب تصحیح ویسکوزیته برای دیوار سرد، سرمایش سیال، حل معادله 14 در حالت α > 0  و ب) برای دیواره گرم که سیال را گرم می‌کند، α < 0 است. ضریب تصحیح پتوخوف (1970) برای سرمایش  و برای گرمایش  است. رابطه سایدر – تیت برای تصحیح ویسکوزیته برای گرمایش و سرمایش  است. راه حل‌های دقیق با معادلات 15 و 16 به‌ترتیب برای دیوار سرد و گرم ارائه می‌شود. توجه داشته باشید که منحنی‌های ترسیم شده برای هر مقدار کلیα  هستند (و مانند بسط‌های سری به مقادیر کوچک محدود نیستند).

شکل 2- ضرایب تصحیح ویسکوزیته در مورد (الف) سرمایش و (ب) گرمایش با استفاده از تعداد مختلف تقریب‌های خطی تکه‌ای با تقسیمات مساوی در ỹ (خطوط توپر در شکل) و تقسیمات مساوی در  θ(خطوط نقطه چین در شکل). توجه داشته باشید که منحنی‌های ترسیم شده برای هر مقدار کلیα  هستند (و مانند بسط‌های سری به مقادیر کوچک محدود نیستند).

4-  نتیجه‌گیری

پیوست A- ضریب تصحیح ویسکوزیته (F) با استفاده از سه تقریب خطی تکه‌ای

پیوست B- رابطه بازگشتی برایθkn  و راه حل تعمیم یافته Ψ0  بر اساس توابع خطی تکه‌ای
ترجمه چکیده
در اکثر کاربردهای انتقال حرارت، آگاهی از تغییر ویسکوزیته مهم است. بنابراین عوامل تصحیح ویسکوزیته تقریبا یک قرن مورد بررسی و پیشنهاد قرار گرفته است. یکی از موفق‌ترین روابط توسط سایدر- تیت در سال 1936 گزارش شد، که در تحلیل و طراحی مهندسی بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه، ما با پیروی از تحلیل نظری کلاسیک لایه مرزی حرارتی، رابطه سایدر-تیت را بهبود داده‎ایم. یک راه حل دقیق برای عامل تصحیح ویسکوزیته به‌دست آمد که نشان می‌دهد عامل تصحیح سایدر-تیت ضریب انتقال حرارت در مورد دیوار سرد (خنک کننده) را بیش از حد پیش‌بینی می‎کند و برای دیوار گرم (گرمایش) مناسب نیست. ما دریافته‌ایم که رابطه (در حالت خنک کننده) و در حالت گرمایشی بهتر از عامل سایدر-تیت است (که به طور یکنواخت در موارد گرمایش و سرمایش اعمال می‌شود). در اینجا μ∞ و μw به ترتیب ضرایب ویسکوزیته بالک و دیوار هستند. تحلیل نظری همچنین نشان می‌دهد که عوامل تصحیح فوق محدود به مقادیر اندک (برای دیوار سرد) و (برای دیواره داغ) هستند. با وجود این، راه حل کلی به‌دست آمده است و همبستگی توسعه یافته توسط پتوخوف (1970) مطابقت زیادی با حل دقیق دیوار سرد خنک کننده سیال دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی مهندسی شیمی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
تحلیل نظری ضریب تصحیح ویسکوزیته برای انتقال حرارت در جریان لوله
چکیده انگلیسی
In most heat transfer applications, knowledge of the viscosity variation is important. Thus viscosity correction factors have been researched and proposed for almost a century. One of the most successful relations was reported by Sieder-Tate in 1936, which has been widely used in engineering analysis and design. In this study, we have improved on the Sieder-Tate relation, following a classical theoretical analysis of the thermal boundary layer. An exact solution to the viscosity correction factor was obtained which shows that the Sieder-Tate correction factor over-predicts the heat transfer coefficient in the case of cold wall (cooling) and does not hold properly for hot wall (heating). We have found that a relation of μ∞μw0.254 (in case of cooling) and μ∞μw0.087 in the case of heating is better than the Sieder-Tate factor of μ∞μw0.14 (uniformly applied to both the heating and cooling cases). Here μ∞ and μw are the bulk and wall viscosity coefficients respectively. The theoretical analysis also shows that the above correction factors are limited to small values of lnμwμ∞ (for cold wall) and lnμ∞μw (for hot wall). However a general solution has been obtained and the correlation developed by Petukhov (1970) closely matches the exact solution for the case of cold wall cooling of a fluid.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Chemical Engineering Science - Volume 187, 21 September 2018, Pages 27-32
نویسندگان
, ,