آقای کیان تفضلی دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر شجاعی فرد، روز سه شنبه 98/08/28 از رساله دکتری خود تحت عنوان "تحلیل تجربی انتقال حرارت تماسی از یک دیسک لغزنده در یک محفظه­ی استوانه­ای شکل​" دفاع کرد. این جلسه ساعت 15:30 روز سه شنبه در سالن دفاعیات دانشکده مهندسی مکانیک برگزار شد.

چکیده:

پدیده­ی تماس حرارتی در شکل­ها و هندسه­های مختلف با توجه به کاربردهای متنوع آن از اهمیت بسیاری در سیستم­های مهندسی برخوردار است. انتقال حرارت تماسی بین سطوح تخت و تخمین ضریب تماس حرارتی مربوط به آن در تماس­های ثابت و تناوبی، موضوع بسیاری از پژوهش­ها در این زمینه بوده است، در حالی که تماس حرارتی بین سطوح دارای انحنا در شکل­های ثابت و متحرک بسیار کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

در این رساله به منظور بررسی پدیده­ی تماس حرارتی بین سطوح استوانه­ای شکل، یک مجموعه­ی آزمایشگاهی متشکل از یک سیلندر و دیسک در داخل آن ساخته شد. جهت تخمین ضریب انتقال حرارت تماسی بین دیسک و سیلندر، حل معکوس به روش گرادیان مزدوج به همراه مسئله­ی الحاقی مورد استفاده قرار گرفت. حل معکوس مسئله با کمک اندازه­گیری­های شبیه­سازی شده­ی دقیق و غیر دقیق صحه­گذاری شد. آزمون­ها در دو حالت تماس ثابت و متحرک انجام گرفت و تأثیر عواملی همچون دمای دیسک و سرعت حرکت آن بر ضریب تماس حرارتی در دو حالت استفاده از دیسک­های فولادی و آلومینیومی بررسی گردید. وقوع انتقال حرارت یک بعدی در دیسک و سیلندر نیز مورد ارزیابی و تأیید قرار گرفت. آزمون­های انجام گرفته مشخص کرد که گرمایش اصطکاکی در این مطالعه قابل صرفنظر می­باشد. همچنین، نتایج نشان از ثابت بودن ضریب تماس حرارتی در راستای طولی سیلندر داشت که می­تواند به عنوان یک روش جهت صحت­سنجی نتایج در حالت متحرک در نظر گرفته شود. ضرایب تماس حرارتی در شرایط یکسان آزمایش برای دیسک آلومینیومی به طور قابل ملاحظه­ای بزرگتر از مقادیر مربوط به حالت استفاده از دیسک فولادی به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای دیسک در هر دو حالت تماس ثابت و متحرک، این ضریب با شیب بیشتری رشد می­کند، در حالی که با افزایش سرعت حرکت دیسک، کاهش در مقدار ضریب با شیب کمتر در دورهای بالاتر مشاهده گردید. علاوه بر روش معکوس، روش برون­یابی خطی نیز جهت محاسبه­ی ضریب تماس حرارتی به کار گرفته شد و نتایج حاصل از آن نشان داد که خطای مربوط به این روش بزرگتر از روش معکوس است و این خود دلیلی بر ارجح بودن روش معکوس می­باشد.

 واژه‌های کلیدی:انتقال حرارت تماسی، مطالعه­ی تجربی، حل معکوس، روش گرادیان مزدوج با مسئله­ی الحاقی