تعداد نشریات | 7 |
تعداد شمارهها | 399 |
تعداد مقالات | 5,389 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,288,209 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,946 |
ارزیابی آزمایشگاهی تاثیر رژیم های همرفت طبیعی، ترکیبی و اجباری بر نرخ تبخیر از سطوح مواج آب | ||
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
مقاله 11، دوره 52، شماره 2، اردیبهشت 1399، صفحه 453-464 اصل مقاله (1.71 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2018.14244.5821 | ||
نویسنده | ||
امین جودت* | ||
استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه بجنورد | ||
چکیده | ||
در این مطالعه با استفاده از اندازهگیریهای آزمایشگاهی در دامنه گستردهای از نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، دمای آب و سرعت هوا در حالتی که نسبت عدد گراشف به مربع عدد رینولدز بین 01/0 و 100 در نظر گرفته شده است، نرخ تبخیر در رژیمهای همرفت طبیعی، ترکیبی و اجباری با هم مقایسه شده است. نتایج اندازهگیری شده نرخ تبخیر برای سطوح مواج نشان میدهد که با افزایش سرعت هوا، نرخ تبخیر افزایش مییابد در حالیکه با افزایش نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، نرخ تبخیر رفتار متفاوتی را با تغییرات رژیم جریان همرفت نشان میدهد. در رژیم همرفت طبیعی، با افزایش نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، سطح تماس آب و هوا و القای آشفتگی به لایه مرزی بخار افزایش مییابد که این موضوع باعث افزایش نرخ تبخیر میشود و نسبتهای ارتفاع به دوره تناوب موج بالاتر از 15/0 متر بر ثانیه، باعث افزایش بیشتر نرخ تبخیر میگردد. در حالیکه در رژیمهای همرفت ترکیبی و اجباری، علاوه بر وجود مناطقی مشابه رژیم همرفت طبیعی که سبب افزایش نرخ تبخیر میشود در ترکیب خاصی از سرعت جریان هوا و پارامترهای سطح مواج، کاهش غیرمنتظره نرخ تبخیر دیده میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
امواج گرانشی؛ تبخیر؛ همرفت طبیعی؛ همرفت ترکیبی؛ همرفت اجباری | ||
عنوان مقاله [English] | ||
An Experimental Assessment on the Effects of Forced, Free and Mixed Convection Regimes on the Water Evaporation Rate in Surface Gravity Waves | ||
نویسندگان [English] | ||
Amin Jodat | ||
Mechanical Engineering Department, University of Bojnord, Assistant Professor | ||
چکیده [English] | ||
experimental measurements have been done over a wide range of wave parameters, water temperatures and air velocities in different convection regimes. The measurements were performed on a large heated wave flume equipped with a wind tunnel. The effects of forced, free and mixed convection regimes on the water evaporation rate in surface gravity waves have been investigated. The results show that wave motion on the water surface increases the rate of evaporation for all airflow regimes. In addition, results reveal the evaporation rate increases with air velocity but increasing of the wavy surface parameter, has different effects on the evaporation rate. For the free convection regime, the evaporation rate increases by increasing the wavy parameter. For forced and mixed convection regime at medium values of wave parameters, the leeward airflow structures, which form a barrier for the vertical transport of vapor, decrease evaporation rate. Results reveal that the effect of induced turbulence at the wavy interfacial surfaces on the water evaporation increment is more than the effect of interfacial area increment percentage. Results reveal that the effect of induced turbulence at the wavy interfacial surfaces on the water evaporation increment is more than the effect of interfacial area increment percentage. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Gravity waves, Forced convection, Free convection, Mixed convection, Evaporation | ||
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
مراجع | ||
[1] J.H. Lienhard, A heat transfer textbook, Dover Publications, 2019. [2] E. Sartori, A critical review on equations employed for the calculation of the evaporation rate from free water surfaces, Solar energy, 68(1) (2000) 77-89. [3] J. Dalton, Experimental essays on the constitution of mixed gases; on the force of steam or vapor from water and other liquids in different temperatures, both in a Torricellian vacuum and in air; on evaporation and on the expansion of gases by heat, Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester, 5(2) (1802) 535-602. [4] H.-J. Steeman, C. T’Joen, M. Van Belleghem, A. Janssens, M. De Paepe, Evaluation of the different definitions of the convective mass transfer coefficient for water evaporation into air, International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(15-16) (2009) 3757-3766. [5] M. Moghiman, Experimental investigation of water evaporation in indoor swimming pools, International Journal of Heat and Technology, (2007). [6] M. Moghiman, A. Jodat, Effect of air velocity on water evaporation rate in indoor swimming pools, Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of the ISME, (2007). [7] A. Jodat, M. Moghiman, M. Anbarsooz, Experimental comparison of the ability of Dalton based and similarity theory correlations to predict water evaporation rate in different convection regimes, Heat and Mass Transfer, 48(8) (2012) 1397-1406. [8] Jodat, M. Moghiman, G. Shirkhani, An experimental investigation on the effects of surface gravity waves on the water evaporation rate in different air flow regimes, Heat and Mass Transfer, 49(12) (2013) 1823-1830. [9] J.-H. Jang, W.-M. Yan, Mixed convection heat and mass transfer along a vertical wavy surface, International Journal of Heat and Mass Transfer, 47(3) (2004) 419-428. [10] S. Kuhn, P.R. von Rohr, Experimental investigation of mixed convective flow over a wavy wall, International Journal of Heat and Fluid Flow, 29(1) (2008) 94-106. [11] E.J. Hopfinger, S. Das, Mass transfer enhancement by capillary waves at a liquid–vapor interface, Experiments in fluids, 46(4) (2009) 597-605. [12] M. Al-Shammiri, Evaporation rate as a function of water salinity, Desalination, 150(2) (2002) 189-203. [13] C.C. Easterbrook, A study of the effects of waves on evaporation from free water surfaces, US Bureau of Reclamation, 1969. [14] S. Das, E.J. Hopfinger, Mass transfer enhancement by gravity waves at a liquid–vapour interface, International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(5- 6) (2009) 1400-1411. [15] G. Vazquez-Una, F. Chenlo-Romero, M. Sanchez- Barral, V. Perez-Munuzuri, Mass transfer enhancement due to surface wave formation at a horizontal gas– liquid interface, Chemical engineering science, 55(23) (2000) 5851-5856. [16] R. Roberts, H.-C. Chang, Wave-enhanced interfacial transfer, Chemical Engineering Science, 55(6) (2000) 1127-1141. [17] S. Pretot, B. Zeghmati, P. Caminat, Influence of surface roughness on natural convection above a horizontal plate, Advances in Engineering Software, 31(10) (2000) 793-801. [18] N. Reul, H. Branger, J.-P. Giovanangeli, Air flow separation over unsteady breaking waves, Physics of Fluids, 11(7) (1999) 1959-1961. [19] H. Massaldi, J. Gottifredi, J. Ronco, Effect of interfacial waves on mass transfer during evaporation of water from a free surface, Lat. Am. J. Chem. Eng. Appl. Chem, 6 (1976) 161-170. [20] D.W. Harms, The effect of wind and wave characteristics on evaporation, Michigan State University. Department of Civil and Environmental Engineering, 1987. [21] M.M. Shah, Improved method for calculating evaporation from indoor water pools, Energy and Buildings, 49 (2012) 306-309. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 509 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 507 |