تأثیرات نیروی شناوری در جریان لایه مرزی هیدرودینامیک مغناطیسی سیال ویسکوالاستیک دو بعدی
چکیده
جریان لایه-مرزی روی صفحه ی پیوسته ی متحرک نوع مهمی از جریان است که در تعداد زیادی از فرایندهای مهندسی به کار می رود. ریخته گری آیرودینامیک صفحات پلاستیکی، خنک سازی صفحات فلزی در حمام خنک کن، رشد کریستالی، متالورژی، لایه-مرزی در امتداد فیلم مایع در فرایند تقطیر و صفحه ی پلیمری که به صورت پیوسته تحت ریخته گری تحت فشار قرار گرفته است، کاربردهای عملی از صفحه ی متحرک هستند. در این پژوهش، تأثیرات نیروی شناوری بر جریان لایه-مرزی سیال ویسکوالاستیک در حضور میدان مغناطیسی عمودی در حالت دو بعدی در شرایط و فرضیات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیرات تابش، چشمه/چاه حرارتی، دیوار و محیط متخلخل، اتلافات لزج در جریان انتقال حرارت آزاد روی صفحات گسترش یافته، وجود جریان نقطه سکون در حالت جابجایی ترکیبی، وجود اثرات سورت و دوفور در حالت انتقال جرم، جریان روی گوه، جریان حول استوانه ی دایروی قائم، جریان انتقال حرارت ترکیبی روی سیلندر استوانه ای افقی با شرایط مرزی سرعت لغزشی و پرش دمایی فرضیاتی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی (معادلات پیوستگی، اندازه حرکت، انرژی و انتقال جرم) در مختصات دکارتی و استوانه ای متناسب با نوع مسئله استخراج شده و با استفاده از حل های تشابهی مناسب به شکل معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده اند. معادلات تبدیل یافته تحت شرایط مرزی متناسب، با استفاده از روش آنالیز هموتوپی حل شده اند. همچنین، مقایسه ای بین نتایج به دست آمده در این پژوهش و حل سایر مراجع صورت پذیرفته است که نشان دهنده ی تطابق خوبی بین نتایج می باشد. تأثیرات پارامترهای فیزیکی مختلف بر روی منحنی های سرعت جریان، توزیع دما و همچنین غلظت مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به این که یکی از کاربردهای این نوع مسایل در خنک کاری صفحات است باید بیان کرد که سیالات ویسکوالاستیک با اتلافات لزج پایین و قدرت کم میدان مغناطیسی خارجی باید برای افزایش نرخ خنک کاری صفحات مورد استفاده قرار بگیرند. ضمن این که برای خنک کاری صفحات باید پارامتر تابش کاهش و پارامتر مکش افزایش یابد. پارامتر دمای دیواره باید بیشتر از مقادیر بحرانی انتخاب شوند. در ادامه، آزمایشی تحت عنوان آزمایش piv برای بررسی جریان سیال در ناحیه ی کاملاً توسعه یافته درون کانالی دو بعدی ترتیب داده شده است. این آزمایش برای بررسی منحنی ها و کانتورهای سرعت در ناحیه ی کاملاً توسعه یافته انجام شده است. از کانالی شیشه ای با ابعاد 0.05*0.2*1 متر برای بررسی جریان دو بعدی استفاده شده است.
