15000 تومان
افزودن به سبد خرید
0 فروش 137 بازدید
جزئیات محصول
تعداد قسمت: 1
پسوند فایل: zip
حجم فایل: 2MB
فایل راهنما: ندارد
بسته نصبی: ندارد
امکانات: شامل فایل pdf مقاله لاتین و فایل word ترجمه فارسی (16 صفحه)
تاریخ انتشار: ۱۵ آبان ۱۳۹۷
دسته بندی: ,

تبلیغات

جریان ساکیادیس یک سیال ماکسول دارای همرفت از بالا

چکیده

جریان سیال ماکسول دارای همرفت از بالا (UCM) بصورت تئوری بالای یک ورقه صلب دارای حرکت یکنواخت در یک سیال ساکن، مورد مطالعه قرار گرفت. فرض شده است که عدد رینولدز جریان به اندازه کافی برای معتبر بودن تقریب لایه مرزی، زیاد باشد. با فرض جریان لایه ای و دو بعدی بالای ورقه، مفهوم تابع جریان تزویج شده با جواب شباهت برای کاهش معادلات حاکم و تبدیل آن به یک ODE مرتبه سوم، بکار گرفته می شود. نتیجه گیری می شود که الاستیسیته سیالد، شباهت بین پروفایل های سرعت را تخریب می کند؛ بنابراین تلاشی در جهت یافتن جواب های شباهت محلی، صورت گرفته است. سه روش متفاوت برای حل معادله حاکم استفاده خواهد شد: (۱) روش آشفتگی (۲) روش رانگه-کوتاه مرتبه چهارم و (۳) روش تفاضل محدود. پروفایل های سرعت بدست آمده با استفاده از دو روش آخر نشان داده اند که اساساً در عدد دوبراه متناظر، یکسان هستند. پروفایل های سرعت بدست آمده با استفاده از روش آشفتگی، علاوه بر متفاوت بودن با دو روش دیگر، از این نظر مشکوک هستند که آنها میزان جریان معکوس را نشان می دهند. تخمین زده می شود ضریب اصطکاک پوسته دیواره  با افزایش عدد دبوراه برای جریان ساکیادیس سیال UCM، کاهش می یابد. این تخمین در تناقض مستقیم با آن چیزی است که برای یک سیال درجه دوم در ادبیات گزارش  شده است.

مقدمه

برخی فرآیندهای مهم صنعتی متضمن جریان های لایه ای سیال های غیرنیوتنی بالای ورقه های درحال حرکت یا تسمه های گردان می باشند (شکل ۱ را ببینید). مثال هایی از تولید نوارچسب ها و تولید ورقه های پلاستیکی، را می توان نام برد. این نوع جریان را گاهی جریان ساکیادیس می گویند، برعکس جریان بلوسیوس و این نام بعد از کار پیشگامانه ساکیادیس، گرفته شده است. انگیزه کار ساکیادیس ، نیاز به تخمین نیروی مورد نیاز برای کشیدن یکنواخت یک ورقه از یک سیال نیوتن تراکم ناپذیر ساکن، بود (شکل ۱). با تکیه بر تئوری لایه مرزی، ساکیادیس در تخمین این نیرو با دقت بالایی، موفق شد. متاسفانه، در واقعیت، بسیاری از سیالات دارای اهمیت عملی و قرار گرفته در معرض این نوع جریان کم و بیش از نظر ماهیت غیرنیوتنی می باشند. پس این سوال پیش می آید چه نیرویی برای کشیدن آهسته و یکنواخت یک ورقه از یک سیال مهم از نظر صنعتی مانند مواد مذاب و محلول های پلیمر، لازم است. بنظر می رسد پاسخ به این سوال بظار ساده، دور از قطعیت باشد.

تحقیقات اولیه در مورد جریان ساکیادیس سیالات غیرنیوتنی عمدتاً با سیالات غیرنیوتنی غیرالاستیک مرتبط هستند. تحقیقاتی مانند آنهایی که توسط حسینیان گزارش شده، نشان می دهند که رفتار نازک کننده برشی در یک سیال، ضریب اصطکاک پوسته دیواره را در جریان ساکیادیس که دارای رفتار نازک کننده برشی و اثر معکوس است، کاهش می دهد. همچنین حسنیان موفق شد کار خود را توسعه دهد تا سیالات ویسکوالاتسیک را شامل کنند. با استفاده از مدل درجه دوم برای نمایش سیالات ویسکوالاستیک، حسنیان تخمین زد که اصطکاک پوسته دیوار در جریان ساکیادیس افزایش می رود وقتی که الاستیسیته سیال افزایش یابد. در کار جدیدتری، صادقی و شریفی جریان ساکیادیس را در سیال درجه دوم یکسانی مجدداً بررسی کردند، این بار با تکیه بر تکنیک تفاضل متناهی بجای روش آشفتگی حسنیان تا نتایج در اعداد دبوراه بالاتری بدست آیند. توافق خوبی بین دو مجموعه نتیجه در اعداد دبورای متناظر با در نظر گرفتن ضریب اصطکاک پوسته دیواره. این کار نیز برای نشان دادن اینکه هرچه لایه مرزی بالای یک ورقه متحرک نازک تر شود، الاستیسیته سیال بیشتر می شود، بکار گرفته شد. هیچگونه داده تجربی برای تایید معناداری هرکدام از این تخمین های تئوری، یافته نشد.

یافته های تئوری ذکر شده در بالا پیامدهای کم دارند یا بدون پیامد هستند زیرا در اکثر فرآیندهای مهم از نظر صنعتی، یکی از آنها اغلب با جریان های رخ دهنده در اعداد دبورای زیاد رخ می دهد. یعنی باید گفت که نمی توان انتظار داشت مدل درجه دوم نتایج معناداری ایجاد کنند هنگامی که با جریان های سریع سیال های بسیار الاستیک مانند مذاب های پلیمر سروکار داشته باشیم. همچنین نگرانی های جدی در مورد درست بودن مدل درجه دوم از دیدگاه ترمودینامیک است و بحث می شود که این مدل، به شکل کنونی آن، از چندین ویژگی غیرعادی رنج می بد. (برای جزئیات بیشتر به مرجع های [۱۲،۱۳]، مراجعه کنید). واضح است که معادلات تشکیل دهنده واقعگراتر باید بجای مدل درجه دوم استفاده شود و بنظر می رسد که مدل ماکسول همرفت بالایی (UCM) گام بعدی برای رسیدن به این هدف است. ویسکوزیته (برشی) یک سیال UCM مانند مدل درجه دوم ثابت است. این بدان معناست که این مدل سیالاتی، نیز ، اثرات پیچیده ویسکوزیته وابسته به برش را از هر تحلیل لایه مرزی، مستثنی می کند، بنابراین ما را قادر می سازد تا فقط بر اثرات الاستیسیته یک سیال بر مشخصات لایه مرزی آن متمرکز شویم. کار اخیر رنداردی برروی سیالات دارای عدد دبورای بالای چند مدل سیال ویسکوالاستیک نیز به نفع استفاده از مدل ماکسول در تحقیقات لایه مرزی سیالات ویسکوالاستیک است زیرا یک انحراف عمده تر از رفتار نیوتنی را می توان با استفاده از این مدل انتظار داشت. با تصمیم گرفتن در مورد مدل ماکسول به عنوان معادله متشکله مورد نظر، هدف کار کنونی، بر روی مطالعه جریان ساکیادیس یک سیال UCM، تنظیم شده است. امید می رود که از طریق چنین تحلیلی، نقش ایفاء شده توسط الاسیسته سیال برروی مشخصات جریان ساکیادیس را می توان در این کار مورد بررسی قرار داد. علاوه بر آن، کار کنونی تلاش می کند کاربرد پذیری روش آشفتگی در سرو کار داشتن با جریان های لایه مرزی سیالات ویسکوالاستیک را با مقایسه نتایج بدست آمده با استفاده از این روش با نتایج بدست آمده با استفاده از تکنیک های قوی تر مانند روش تفاضل محدود، بررسی کند.

Sakiadis flow of an upper-convected Maxwell fluid

The flow of an upper-convected Maxwell (UCM) fluid is studied theoretically above a rigid plate moving steadily in an otherwise quiescent fluid. It is assumed that the Reynolds number of the flow is high enough for boundary layer approximation to be valid. Assuming a laminar, two-dimensional flow above the plate, the concept of stream function coupled with the concept of similarity solution is utilized to reduce the governing equations into a single third-order ODE. It is concluded that the fluid’s elasticity destroys similarity between velocity profiles; thus an attempt was made to find local similarity solutions. Three different methods will be used to solve the governing equation: (i) the perturbation method, (ii) the fourth-order Runge–Kutta method, and (iii) the finite-difference method. The velocity profiles obtained using the latter two methods are shown to be virtually the same at corresponding Deborah number. The velocity profiles obtained using perturbation method, in addition to being different from those of the other two methods, are dubious in that they imply some degree of reverse flow. The wall skin friction coefficient is predicted to decrease with an increase in the Deborah number for Sakiadis flow of a UCM fluid. This prediction is in direct contradiction with that reported in the literature for a second-grade fluid

لینک مقاله اصلی:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020746205000570

 

افزودن به سبد خرید

لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد

محصولات پر فروش

پر فروش ترین محصولات فروشگاه روکساوب