كليدواژه :
مدار جابجايي طبيعي , تكفاز , نرخ دبي جرمي , توان هيتر
چكيده فارسي :
يك مدار جابجايي طبيعي حرارت را از يك منبع دما بالا دريافت كرده و بدون نياز به يك پمپ مكانيكي آن را به يك منبع دما پايين پس مي‌دهد. مدار جابجايي طبيعي تك فاز در بسياري از سيستم‌هاي صنعتي جهت خنك سازي كاربرد دارد. توانايي انتقال حرارت مدار جابجايي طبيعي به دبي جرياني كه مدار مي‌تواند توليد نمايد بستگي دارد. براي مشخص نمودن توانايي انتقال حرارت اين مدار، دانستن دبي جريان ضروري است. در حالت پايا، نيروي شناوري و نيروي اصطكاك در امتداد مدار با يكديگر موازنه مي‌شوند. در اين مقاله، ابتدا معادلات حاكم بر مدار جابجايي طبيعي بيان مي شوند. سپس با تعريف پارامترهاي بدون بعد مناسب معادلات حاكم بصورت بدون بعد باز نويسي مي گردند. آنگاه اثرات طول هيتر، طول كولر، قطر لوله‌ها، ارتفاع مدار، زاويه شيب مدار نسبت به قائم، فاصله هيتر نسبت به بازوهاي چپ و راست، فاصله كولر نسبت به بازوهاي چپ و راست و توان هيتر بر روي نرخ دبي جرمي و توزيع دما در مدار در حالت پايا بررسي مي شوند. در اين مطالعه، بر خلاف ساير پژوهش‌ها مدلي پيوسته براي ضريب اصطكاك در تمامي رژيم‌هاي جريان در نظر گرفته شده است. همچنين محل قرار گيري هيتر و كولر در مدار به صورت نامتقارن بررسي شده است. نتايج نشان مي دهند كه افزايش ارتفاع مدار، قطر مدار و توان هيتر باعث افزايش نرخ دبي جرمي مي‌گردد. همچنين افزايش يا كاهش طول هيتر بر روي نرخ دبي جرمي اثري ندارد، در حاليكه افزايش زاويه مدار باعث كاهش نرخ دبي جرمي مدار مي‌گردد.
چكيده لاتين :
A natural circulation loop receives heat from a high-temperature source and rejects it to a low-temperature source without using a mechanical pump. Single phase natural circulation loop has been applied in many industrial systems for cooling. The heat transport capability of natural circulation loops (NCLs) is directly proportional to the flow rate that it can generate. To establish the heat transport capability of a natural circulation loop, it is essential to know the flow rate. Friction force and gravitational force are balanced with each other along the loop at steady state. In this paper, firstly the governing equations have been written for a natural circulation loop. Then the governing equations have been rewritten in the dimensionless form. Then, effects of heater length, cooler length, tube diameter, loop height, loops inclination angle, the distance of heater from the right side or left side, the distance of cooler from right or left sides and power of the heater on the loop mass flow rate and loop temperature distribution have been investigated. The results show that increasing of loop height, loop diameter and power of heater increase the mass flow rate. Also, increasing or decreasing of heater length, has no effect on the mass flow rate, whereas increasing of loop inclination angle decreases the mass flow rate. In this study, the friction coefficient is considered as continues for all regimes. In addition, the position of the heater and cooler has been unsymmetrically investigated
