جریان لغزشی حول ذرات کروی میکرونی در اعداد رینولدز متوسط

Abstract

رفتار سیال رقیق که برای اجسام در ابعاد ماکرو معمولاً در فشارهای به نسبت پائین ظاهر می­شود، در کاربردهای باطول مشخصه میکرونی می­تواند در فشار محیط وحتی در فشارهای بالاتر نیز روی دهد. ذرات کروی مثل قطرات مایع در سیستمهای پاششی به علت قطر میکرونی آنها می­توانند تا درجاتی رفتار رقیق سیال را تجربه نمایند. این رفتار سیال رقیق می­تواند بر دینامیک ذرات و آهنگ انتقال حرارت آنها تاثیر قابل ملاحظه­ای داشته باشد. به همین علت در این مقاله جریان حول یک کره تک دما در حوزه لغزش با شبیه سازی عددی، شرایط مرزی لغزش سرعت و پرش دما روی سطح کره، مطالعه شده است. با افزایش عدد نودسن، ضریب پسا و عدد نوسلبه دلیل کاهش گرادیان­های سرعت و دما روی سطح کره کاهش قابل ملاحظه­ای می­یابند. میزان این کاهش متناسب با اعداد رینولدز، نودسن و پرنتل است. اثرات میزان رقت سیال که با عدد نودسن بیان می­شود بر دینامیک جریان روی کره شامل ناحیه جدایش، طول دنباله، توزیع چرخش اطراف کره به تفصیل در حوزه بررسی شده است. همچنین روابطی برای کاربردهای عملی محاسبه ضریب پسا و عدد نوسل در حوزه لغزش (اعداد نودسن کوچکتر از 0. 1) بر حسب اعداد رینولدز و نودسن ارائه شده است.