فهرست:
فصل اول. 5
نیاز به گذر گاه باریک.. 5
1-1 نیازمندی به گذرگاه های باریکتر برای عبور جریان. 6
1-2 دسته بندی کانال ها 8
1-3 فرضیات اولیه در انتقال حرارت و افت فشاردر میکرو کانال ها 9
فصل دوم. 14
جریان سیال در میکرو کانال. 14
2-1 پیشگفتار 15
2-2 قطر هیدرولیکی.. 16
2-3 طول توسعه یافتگی جریان. 17
2-4 حالت های انتقال حرارت.. 18
2-5 فرضیه پیوستگی.. 19
2-6 اصول ترمودینامیک.. 21
2-7 قوانین کلی.. 22
2-8 قوانین خاص... 23
2-9 ساختار جریان. 24
2-10 طول ورودی حرارتی.. 25
فصل سوم. 27
تشریح و حل پروژه 27
3-1پیش گفتار 28
3-2 گسسته سازی معادلات مومنتم. 30
3-3 گسسته سازی معادله پیوستگی.. 37
3-4 شرایط مرزی.. 39
3-4-1 اعمال شرط مرزی slip : 40
3-4-2 شرط های مرزی برای .. 42
3-4-3 شرط های مرزی برای . 43
3-4-4 شرط های مرزی برای .. 44
3-5 اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم. 45
3-6 گسسته سازی معادله انرژی.. 46
3-6-1 نحوه اعمال شرط مرزی پرش دما بر روی دیواره ها 60
3-6-2 شرایط مرزی برای دما 61
3-7 الگوریتم حل. 63
3-7-1مراحل SIMPLER. 63
3-8 شکل کلی حل معادلات به روش TDMA. 66
فصل چهارم. 68
نتایج و پیشنهادات.. 68
4-1 بررسی صحت حل عددی: 69
4-2 نتایج و توضیحات: 69
4-3 پیشنهادات.. 80
ضمائم. 81
اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم .. 82
اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم . 89
اعمال شرط های مرزی در معادلات مومنتم .. 98
اعمال شرط های مرزی در معادلات .. 105
اعمال شرایط مرزی بر ضرایب معادله انرژی.. 111
منابع. 120
منبع:
[1] S. G. Kanlikar, M. E. Steinke, Examples of Microchannel Mass Transfer Processes in Biological Systems, Proceeding of 1st International Conference on Minichannels and Microchannels, Rochester, NY, April 24-25, Paper ICMM2003-1124. ASME, pp. 933-943
[2] S. G. Kanlikar, V. J. Grande, Evolution of Microchannel Flow passages – Thermohydraulic Performance and Fabrication Technology, Heat Transfer Technology, Heat Transfer Eng. 24(1), 3-17, 2003.
[3] A. Beskok, G. E. Karniadakis, A Model for Flows in Channels Pipes and Ducts at Micro and Nano Scale, Microscale Therm. Eng., 3(1), 43-77, 1999.
[4] E. M. White, Viscous Fluid Flow, Second Edition, eds. J. P. Holman and J. R. Lloyd, McGraw-Hill, New York, 1991.
[5] K. Stephan, Heat Transfer in Condensation and Boiling, Springer- Verlag, Berlin, 1992.
[6] S. A. Schaaf, P. L. Chambre, Flow of Rarefied Gases, Princeton University Press, Princeton, NJ. 1961.
[7] M. S. Bhatti, R. K. Shah, Turbulent and Transition Flow Convective Heat Transfer in Ducts, Handbook of Single Phase Convective Heat Transfer, John Wiley & Sons, New York, 1987
[8] S.B. Choi, R.F. Barron, R.O. Warrington, Fluid flow and heat transfer in microtubes, Micromechan. Sensors, Actuators, Syst., ASME DSC 32 (1991) 123-134
[9] J.C. Harley, Y. Huang, H.H. Bau, J.N. Zemel, Gas flow in microchannels, J. Fluid Mech 284 (1995) 257-274
[10] G.E. Karniadakis, A. Beskok, Micro Flows Fundamentals and Simulation, Springer-Verlag, New York, 2002, pp. 45-53.
[11] R.F. Barron, X. Wang, T.A. Ameel, R.O. Warrington, The Graetz problem extended to slip-flow, Int. J. Heat Mass Transfer 40 (8) (1997) 1817-1823.
[12] T.A. Ameel, R.F. Barron, X. Wang, R.O. Warrington, Laminar forced convection in a circular tube with constant heat flux and slip flow, Microscale Termophys. Eng. 1 (4) (1997) 303-320.
[13] G. Tunc, Y. Bayazitoglu, Heat transfer in microtubes with viscous dissipation, Int. J. Heat Mass Transfer 44 (2001) 2395-2403.
[14] H.E. Jeong, J.T. Jeong, Extended Graetz problem including streamwise conduction and viscous dissipation in microchannels, Int. J. Heat Mass Transfer 49 (2006) 2151-2157.
[15] B. Cetin, A. Yazicioglu, S. Kakac, Fluid flow in microtubes with axial conduction including rarefaction and viscous dissipation, Int. Comm. Heat Mass Transfer 35 (2008) 535-544.
[16] B. Cetin, A. Yazicioglu, S. Kakac, Slip-flow heat transfer in microtubes with axial conduction and viscous dissipation – An extended Graetz problem, Int. J. Thermal Science 48 (2009) 1673-1678.
[17] M. Smoluchowski, Ueber Warmeleitung in Verdunnten Gasen, Annalen der Physik und Chemie 64 (1898) 101-130.
[18] J. C. Maxwell, On Stresses in Rarefied Gases Arising from inequalities of Temperature, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 170 (1879), 231-256.
[19] Latife, B. E; Mehmet, S. E.; Birsen, S.; Yalcum, M. M. Entropy generation during fluid flow between two parallel plates with moving bottom plate. Entropy 2003, 5, 506-518.
[20] Mahmud, S. and Fraser, R. A. The second law analysis in fundamental convective heat transfer problems. Int. J. of Thermal Sciences 2002, 42 (2), 177-186.
[21] Nag, P.K. and Kumar, N. Second law optimization of convective heat transfer through a duct with constant heat flux. Int. J. Energy Research 1989 , 13 (5), 537-543.
[22] Narusawa, U. The second law analysis of mixed convection in rectangular ducts. Heat and Mass Transfer 2001 , 37, 197-203.
[23] S. Mahmud, R.A. Fraser, Second law analysis of heat transfer and fluid flow inside a cylindrical annular space, Exergy, An International Journal 2 (2002) 322–329.
[24] M. Renksizbulut, H. Niazmand, G. Tercan, Slip-flow and heat transfer in rectangular microchannels with constant wall temperature, International Journal of Thermal Sciences 45 (2006) 870–881.
[25] J. van Rij, T. Ameel, T. Harman, The effect of viscous dissipation and rarefaction on rectangular microchannel convective heat transfer, International Journal of Thermal Sciences 48 (2009) 271–281.
[26] R.K. Shah, A.L. London, Laminar Flow Forced Convection in Ducts, Academic Press, New York, 1978.
[27] H.P. Kavehpour, M. Faghri, Y. Asako, Effects of compressibility and rarefaction on gaseous flows in microchannels, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications 32 (1997) 677–696.
[28] C. Hong, Y. Asako, S.E. Turner, M. Faghri, Friction factor correlations for gas flow in slip flow regime, Journal of Fluids Engineering 129 (2007) 1268–1276.
[29] J.W. Ou, K.C. Cheng, Effects of flow work and viscous dissipation on Graetz problem for gas flows in parallel-plate channels, Heat and Mass Transfer 6 (1973) 191–198.
[30] H. K. Versteeg, W. Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics, Second Edition, Pearson Education Limited, 2007.
[31] S. V. Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGRAW-HILL, 1980.