پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک تبدیل انرژی: شبیه سازی عددی جریان لغزشی آرام در میکروکانال های با مقطع ذوزنقه ای

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی مکانیک تبدیل انرژی

با عنوان : شبیه سازی عددی جریان لغزشی آرام در میکروکانال های با مقطع ذوزنقه ای

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc” پایان نامه براي دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک – تبدیل انرژي

عنوان:

شبیه سازي عددي جریان لغزشی آرام در میکروکانال هاي با مقطع ذوزنقه اي

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

امروزه با توسعه صنایع الکترونیک و توجه به تکنیک هاي کوچک سازي قطعات الکترونیکی، توانایی دفع حرارت از این قطعات فاکتور مهمی در طراحی آن ها محسوب می شود. با کوچکتر شدن قطعات الکترونیکی، شار هاي حرارتی تولیدي در این قطعات بالاتر رفته است، به طوریکه این شارهاي حرارتی از مرز 100w/cm2 نیز فراتر می روند. عملکرد این قطعات مستقیما به میزان درجه حرارت آن ها بستگی دارد، بنابراین درجه حرارت آن ها باید در یک محدوده مطمئن نگه داشته شود.

در این تحقیق جریان سیال و انتقال حرارت در میکروکانال هاي ذوزنقه اي به طور عددي مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات ناویراستوکس و نیز معادله انرژي بر مبناي روش حجم محدود توسط نرم افزار FLUENT با در نظر گرفتن شرایط مرزي سرعت لغزشی و پرش دمایی روي دیواره تحلیل شده اند. سپس تاثیرات عدد رینولدز،سرعت لغزشی و پرش دمایی روي عدد پویزل و عدد ناسلت براي نسبت هاي هندسی و اعداد نادسن مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که نسبت هندسی و عدد نادسن نقش مهمی در عدد پویزل و عدد ناسلت در میکروکانال هاي ذوزنقه اي دارند. عدد رینولدز اثرات قابل توجهی بر عدد ناسلت در اعداد رینولدز پایین دارد.اما تاثیر آن بر عدد پویزل اهمیت چندانی در محدوده مورد مطالعه ندارد.

مقدمه

توانایی ساخت ابزارهاي کوچک در حدود میکرون (MEMS) بهانه اي جدید براي تحقیقات گسترده علمی شده است و آهنگ رشد مقالات علمی با ایده هاي نو را شتاب داده است. حوزه سیالاتی (MEMS) شامل طراحی و ساخت ابزارهایی براي انتقال ماهرانه و هدفمند سیالات است. مطالعات علمی این حوزه تحت نام میکروسیالات انجام می شود و در این میان میکرو کانال ها آتش علاقه به مکانیک سیالات کلاسیک را مجددا شعله ور ساخته اند . به طور کلی کانال هایی با قطر هیدرولیکی بین 1 تا 100 میکرومتر را میکروکانال می نامند و از آن ها به منظورهاي مختلفی نظیر انتقال حرارت، انتقال گونه هاي جرمی و طراحی لایه هاي سطحی در ابزار (MEMS) استفاده می شود.

استفاده از سیستم هاي میکروسیالی براي کنترل حجم هاي کوچک سیال، فواید بسیاري را در صنایع مهندسی شیمی و بیوشیمی دارد. تولیدات میکروسیالی پیشرفته شامل مبدل هاي حرارتی مینیاتوري براي خنک کردن سیکل هاي مرکب، میکرو راکتورها براي تولید مقادیر کم مواد خطرناك یا گران، سنسورهاي بیوشیمیایی lab-on-a-chip که آزمایشات بیولوژیک پیچیده روي نمونه هاي نانو لیتري انجام می دهند، سیستم هاي کروماتوگرافی (رنگ نگاري) گاز قابل حل براي یافتن منابع آلوده کننده هوا می باشند. وجه مشترك بین این مثال ها نیاز به حرکت دادن سیال در وسیله به صورت کنترل شده است.

فصل اول: کلیات

1-1) آشنایی با میکروکانال ها

تکنولوژي میکرو ماشین کاري که در اواخر سال 1980 به وجود آمده، توانایی تولید سنسورها و فعال کننده هایی در ابعاد میکرون را دارد. این میکرو مبدل ها (میکرو ترانس ها) می توانند با سیگنال هاي مناسب و شدت جریان یکی شده تا میکرو سیستم هاي الکتریکی – مکانیکی را به وجود آورند. که می توانند توزیع زمان حقیقی را ایجاد کنند.

این قابلیت یک نظریه جدید را براي تحقیقات مربوط به کنترل جریان، ایجاد می کند. از سوي دیگر، اثرات سطحی، بر جریان سیال میان این وسایل میکرو مکانیکی غالب می شود. که این امر به خاطر، بزرگی نسبت سطح به حجم در شکل گیري ابعاد میکرون می باشد.

ما نیاز به آزمایش دوباره نیروهاي سطحی در معادلۀ مومنتوم داریم . به علت کوچک بود ن شان، گاز در اعداد نادسن بالا جریان می یابد و بنابراین شرایط مرزي نیاز به تغییرات دارد. به علاوه با ایجاد این تکنولوژي، این سیستم ها همچنین می توانند، زمینه ساز اصلی براي تحقیقات علم جریان باشند.

در طول دهه اخیر، تکنولوژي میکروماشین کاري براي ساختن اجزاء مکانیکی در ابعاد میکرون، در دسترس است. میکرو ماشین ها نقش مهمی در بیشتر علوم داشته اند (نظیر بیولوژي، پزشکی، اپتیک، علوم فضا و مهندسی برق و مکانیک) که ما در این تحقیق، بحث خود را به آثار انتقال جریان و به طور ویژه روي دینانیک سیالات، محدود می کنیم.

این زمینه جدید فقط مبدل هاي کوچک براي حس کردن و کارکرد در ی ک محدوده که ما قبلاً آزمایش نکرده ایم را ایجاد نمی کند بلکه به ما این امکان را می دهد که، وارد محیطی بشویم که در آن اثرات سطحی بیشترین آثار را دارد. شکل (1-1) تصویر یک موتور محرك الکترواستاتیکی توسط یک میکروسکوپ الکتریکی را نشان می دهد.

این وسیله بهانه اي بر اي شروع زمینه میکروماشین ها شد . یک ساختار گرفته شده از مفهوم میکروموتور که در نهایت منجر به شکل گیري حسگر کیسه هوا (ایربگ) شد. باعث کاهش تلفات ناشی از تصادفات اتومبیل شد و امروزه در اکثر ماشین ها به کار می رود. در طول دوره تکامل میکروموتور، مشخص شد که نیروي اصطکاك بین روتور و لایۀ زیرین، تابعی از سطح تماس است. این نتیجه از قانون سنتی اصطکاك گرفته شده است. (f=uN) که می گوید، نیروي اصطکاك به طور خطی فقط به نیروي عمودي سطح N بستگی دارد. در مورد میکروموتور، نیروي سطحی بی ن روتور و لایه زیری ن، بیشتر نیروي اصطکاك را تشکیل می دهند. با این حال قانون قدیمی اصطکاك، شرایطی را بیان می کند که نیروي وارد بر جسم به سطح تماس بستگی ندارد.انحرافات از دانش مرسوم معمولاً در دنیاي میکرو یافت می شود.

این امر، عرصه میکروماشین ها به عنوان یک تکنولوژي تا مرز ایجاد یک دانش جدید را فراهم می کند.

از فرایند میکرو ماشین کاري در لیتوگرافی (چاپ روي سنگ) براي ظاهر کردن الگوهاي طراحی شده استفاده می شود. بخش اضافی سپس کنار گذاشته می شود . این روش ها مشابه روش استفاده شده در ساخت یک مدار فشرده (IC) است اما با یک تفاوت: ساختاره اي ساده و سه بعدي معمولاً به علت طبیعت اجزاي مکانیکی ویژگی هاي رایجی هستند . تکنولوژي هاي تولید گوناگون مانند میکروماشین کاري بدنه جسم، میکروماشین کاري سطحی و لیگا (برگرفته از عبارت آلمانی LIGA) برای ساخت میکرو ماشین هاي مختلف گسترش یافته اند.

تعداد صفحه : 136

قیمت : یازده هزار تومان

 

***

—-

:       

****         info@elmyar.net

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید