-۱ ﻣﻘﺪﻣﻪ
ﻳﻜﻲ از ﺗﺠﻬﻴﺰاﺗﻲ ﻛﻪ در آن از دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﺮاي ﺗﺒﺎدل ﺣﺮارت اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد، ﻣﺒﺪﻟﻬﺎي ﺣﺮارﺗﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ.
ﻣﺒﺪﻟﻬﺎي ﺣﺮارﺗﻲ ﻟﻮﻟﻪاي ﺑﺪﻟﻴﻞ ﺑﺎزده ﺑﺎﻻ، اﻗﺘﺼﺎدي ﺑﻮدن و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﻓﺮاوان در ﺳﺎﺧﺖ ﺗﻴﻮب، ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﻛﺎرﺑﺮد را در ﺗﻤﺎﻣﻲ ﺷﺎﺧﻪﻫﺎي ﺻﻨﻌﺘﻲ دارا ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ. در اﻳﻦ ﻧﻮع از ﻣﺒﺪﻟﻬﺎي ﺣﺮارﺗﻲ، ﻳﻚ ﺳﻴﺎل در درون ﻟﻮﻟﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ و ﺳﻴﺎل دﻳﮕﺮ از ﻣﻴﺎن دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ ﺑﺮاي ﺗﺒﺎدل ﺣﺮارت ﻣﻲﮔﺬرد. ﻋﻤﺪه اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ ﻫﺪاﻳﺖ و ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ اﺟﺒﺎري ﺻﻮرت ﻣﻲﮔﻴﺮد و ﻫﻨﮕﺎﻣﻴﻜﻪ ﺳﻴﺎل درون ﭘﻮﺳﺘﻪ ﻋﻤﻮد ﺑﺮ دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺣﺮﻛﺖ ﻛﻨﺪ، ﻣﻮﺟﺐ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﻴﺸﺘﺮي ﻣﻲﺷﻮد. اﺛﺮات ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﻌﺪاد ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ، ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻴﻦ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ و … ﺑﺮ ﻣﻴﺪان ﺟﺮﻳﺎن و اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺗﻮﺳﻂ ﻣﺤﻘﻘﺎن زﻳﺎدي ﺑﺼﻮرت ﺗﺠﺮﺑﻲ و ﻋﺪدي ﺑﺮرﺳﻲ ﺷﺪه اﺳﺖ. درﺣﺎﻟﺖ ﻛﻠﻲ ﻧﺮخ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﺑﺮاي ﺟﺮﻳﺎن روي ﻳﻚ دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ درﺟﺮﻳﺎن ﻣﺘﻘﺎﻃﻊ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ رژﻳﻢ ﺳﻴﺎل و ﻧﻮع ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﺷﻮد، ﻛﻪ اﻳﻦ ﻫﻢ ﺑﻪ ﻧﻮﺑﻪ ﺧﻮد ﺑﻪ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻣﻴﺎن ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ و ﻧﻮع ﭼﻴﺪﻣﺎن آﻧﻬﺎ واﺑﺴﺘﻪ اﺳﺖ.
ﻳﻜﻲ از روﺷﻬﺎي ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ ﺑﺮ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻣﺒﺪﻟﻬﺎ آزﻣﺎﻳﺸﺎت ﺗﺠﺮﺑﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت زﻳﺎدي ﺑﺮ روي ﻧﺮخ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و اﻓﺖ ﻓﺸﺎر در ﺟﺮﻳﺎن ﻋﻤﻮدي ﺑﺮ روي ﻟﻮﻟﻪﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﺻﺎف ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﻳﻜﻲ از ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺗﻮﺳﻂ ﺳﺎﻣﻮﺷﻜﺎ و ﻫﻤﻜﺎران [۱] روي ﻳﻚ ﺳﺮي ﻟﻮﻟﻪ ﻣﺘﻨﺎوب ﻓﺸﺮه ﺑﺎ ﻗﻄﺮ ﺧﺎرﺟﻲ ﺑﺰرگ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ ﻛﻪ در آن از ﺑﺨﺎر آب در ﺣﺎﻟﺖ ﻣﻐﺸﻮش اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. آﻧﻬﺎ درﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ راﻧﺪﻣﺎن دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ از ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻈﺮ اﻧﺮژي ﺑﺎ ﻛﺎﻫﺶ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻴﻦ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. زوﻛﺎﺳﻜﺎس [۲] اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ را ﺑﺮاي ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ و اﻧﻮاع ﭼﻴﺪﻣﺎن آﻧﻬﺎ در ﺟﺮﻳﺎن ﮔﺎز ﻳﺎ ﺳﻴﺎﻻت ﻟﺰج در اﻋﺪاد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﺎﻻ و ﻋﺪد ﭘﺮاﻧﺘﻞ ﺑﻴﻦ ۰/۷ ﺗﺎ ۵۰۰ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار داده اﺳﺖ. اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و اﻓﺖ ﻓﺸﺎرﻫﺎ ﺑﺮاي ﻫﺮ ردﻳﻒ از دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮرد ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ و اﺛﺮات ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺳﻴﺎل، ﺟﻬﺖ ﺷﺎر ﺣﺮارﺗﻲ و اﻟﮕﻮي ﺟﺮﻳﺎن (آرام و آﺷﻔﺘﻪ) را ﺑﺮ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻗﺮار داد. از دﻳﺪﮔﺎه راﻧﺪﻣﺎن اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﺮاي داﻣﻨﻪ وﺳﻴﻌﻲ از اﻋﺪاد رﻳﻨﻮﻟﺪز، ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ و ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻋﻤﻮدي و اﻓﻘﻲ ﻟﻮﻟﻪ در ﻳﻚ دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﻳﻮﻟﻴﻨﺴﻜﺎس و ﻫﻤﻜﺎران [۳] ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. آﻧﻬﺎ ﺑﺎ ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﻄﺢ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻋﻤﻮدي ﻓﻀﺎي دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ، اﺛﺮ اﻧﺪازه ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ را ﺑﺮ ﺑﺎزده اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺛﺒﺖ رﺳﺎﻧﺪﻧﺪ. در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ آﻧﻬﺎ ﺑﻪ اﻳﻦ ﻧﺘﻴﺠﻪ رﺳﻴﺪﻧﺪ ﻛﻪ در داﻣﻨﻪ وﺳﻴﻌﻲ از اﻋﺪاد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﺑﺎزده ﺑﺮاي اﻧﺮژي در ﺣﺎﻟﺘﻲ ﻛﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﻗﻄﺮ ﻛﻢ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻓﺸﺮدﮔﻲ ﭼﻴﺪه ﺷﺪه ﺑﺎﺷﻨﺪ، ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ. ﻣﻮﻟﺮ [۴] ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده اﻃﻼﻋﺎت زوﻛﺎﺳﻜﺎس ﻳﻚ راﺑﻄﻪ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﺑﺮاي اﻋﺪاد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﭘﺎﺋﻴﻦ اراﺋﻪ داده اﺳﺖ.
ﺑﺎ اﻳﻨﻜﻪ اﻃﻼﻋﺎت ﺗﺠﺮﺑﻲ ﺑﺴﻴﺎر زﻳﺎدي در اﻳﻦ ﻣﻮرد ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه اﺳﺖ وﻟﻲ ﻫﻤﭽﻨﺎن ﻧﻤﻲﺗﻮان ﻧﻈﺮﻳﻪ روﺷﻨﻲ در ﻣﻮرد ﻓﺮآﻳﻨﺪ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﺑﻴﻦ دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ اراﺋﻪ داد، ﭼﺮا ﻛﻪ ﻫﻨﺪﺳﻪ ﻣﺴﺎﻟﻪ ﭘﻴﭽﻴﺪه اﺳﺖ و ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﺴﻴﺎر زﻳﺎدي در اﻳﻦ اﻣﺮ دﺧﻴﻞ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﻣﻴﺰان اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در اﻃﺮاف ﺳﻪ ﻳﺎ ﭼﻬﺎر اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﻛﻪ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪﻫﺎي ﻧﺎﭼﻴﺰ در ﻛﻨﺎر ﻫﻢ ﭼﻴﺪه ﺷﺪهاﻧﺪ در ﻳﻚ ﺟﺮﻳﺎن ﻋﻤﻮدي ﻫﻮا ﺗﻮﺳﻂ آﻳﺒﺎ و ﻳﺎﻣﺎزاﻛﻲ [۵] اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه اﺳﺖ. او ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻮزﻳﻊ ﻓﺸﺎر و ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ورﺗﻜﺲ را در ﭘﺸﺖ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﺪﺳﺖ آورد. آﻧﻬﺎ اﻋﻼم ﻛﺮدﻧﺪ ﻛﻪ ﻳﻚ ﻋﺪد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﺤﺮاﻧﻲ وﺟﻮد دارد، ﻛﻪ در آن اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و ﺟﺮﻳﺎن در اﻃﺮاف ﻫﻤﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎﺷﺪﻳﺪاً ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ و اﻳﻨﻜﻪ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﺳﻄﺢ ﭘﺸﺘﻲ اﺳﺘﻮاﻧﻪ اول و ﺳﻄﺢ ﺟﻠﻮﻳﻲ اﺳﺘﻮاﻧﻪ دوم در ﻧﺎﺣﻴﻪ رﻳﻨﻮﻟﺪز ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﺤﺮاﻧﻲ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺗﺠﺮﺑﻲ ﺗﻮﺳﻂ آﻳﺒﺎ و ﻫﻤﻜﺎران ﺑﺮ روي ﻟﻮﻟﻪﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﭼﻴﺪﻣﺎن ﻣﺘﻨﺎوب و ﺧﻄﻲ ﻛﻪ ﺑﺴﻴﺎر ﻧﺰدﻳﻚ ﺑﻪ ﻫﻢ ﭼﻴﺪه ﺷﺪهاﻧﺪ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ.[۶] آﻧﻬﺎ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در اﻃﺮاف ﭼﻬﺎر اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﻛﻪ ﭘﺸﺖ ﺳﺮ ﻫﻢ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺑﻮدﻧﺪ را در ﮔﺎﻣﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ از ۱/۱۵ ﺗﺎ ۳/۴ و در رﻳﻨﻮﻟﺪزﻫﺎي ۱۰۴ ﺗﺎ ۵× ۱۰۴ ﺑﺮرﺳﻲ ﻧﻤﻮده و ﻋﺪد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﺤﺮاﻧﻲ ﻛﻪ در آن رﻓﺘﺎر اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺷﺪﻳﺪاً ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ را ﺑﺮاي ﭼﻴﺪﻣﺎن ﺧﻄﻲ ﺑﺪﺳﺖ آوردﻧﺪ. ﻧﻴﺸﻴﻜﺎوا و اﻳﺸﻴﮕﺎي [۷] ﺑﺮاي اوﻟﻴﻦ ﺑﺎر از دﻳﺪﮔﺎه ﮔﺮداﺑﻪﻫﺎي ﻛﺎرﻣﻦ در ﻣﻴﺎن دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ و اﺛﺮآن ﺑﺮ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك ﺑﻪ اﻳﻦ ﻣﺴﺎﻟﻪ ﻧﮕﺎه ﻛﺮدﻧﺪ. آﻧﻬﺎ ﺳﻪ اﻟﮕﻮي ﺟﺮﻳﺎن را در ﻣﻴﺎن ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ و درﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﻫﺮ ﻛﺪام از اﻳﻦ اﻟﮕﻮﻫﺎ ﻣﺸﺨﺼﻪﻫﺎي وﻳﮋهاي از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل و اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت را در ﺑﺮاﺑﺮ رﻓﺘﺎر ﮔﺮداﺑﻪﻫﺎي ﻛﺎرﻣﻦ ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ. اﻳﮕﺎراﺷﻲ و ﺳﻮزوﻛﻲ [۸] ﻣﺸﺨﺼﻪﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن در ﺣﺎﻟﺖ ﺳﻪ اﺳﺘﻮاﻧﻪاي را ﺑﺎ ﺟﺰﺋﻴﺎت در ﭼﻴﺪﻣﺎن ﺧﻄﻲ و اﻋﺪاد رﻳﻨﻮﻟﺪز زﻳﺮ ﺑﺤﺮاﻧﻲ ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻗﺮار داده و رﻓﺘﺎر ﻻﻳﻪ ﻣﺮزي و ﺟﺪاﻳﺶ آﻧﻬﺎ را از اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﺮدﻧﺪ.
در اﻳﻦ زﻣﻴﻨﻪ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻋﺪدي زﻳﺎدي ﻧﻴﺰ ﺗﺎﻛﻨﻮن اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. اﻳﺸﻴﻬﺎرا و ﺑﻞ [۹] ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك را ﺑﺎ روش ﺗﺎﺑﻊ ﺟﺮﻳﺎن – ورﺗﻴﺴﻴﺘﻲ ﺑﺮاي ﻳﻚ ردﻳﻒ از ﻟﻮﻟﻪﻫﺎي ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺑﺮاي ﻫﻔﺖ ﺣﺎﻟﺖ ﮔﺎم ﺑﺮاي رﻳﻨﻮﻟﺪزﻫﺎي ﻛﻤﺘﺮ از ۱۰۰ ﺑﺎ روش اﺧﺘﻼف ﻣﺤﺪود ﺑﺪﺳﺖ آوردﻧﺪ. دوازده اﻣﺎﻣﻲ و ﻫﻤﻜﺎران [۱۰] ﻧﻴﺰ ﺟﺮﻳﺎن آرام را ﺣﻮل اﺳﺘﻮاﻧﻪ در ﺣﺎﻟﺖ دو ﺑﻌﺪي ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﺮدﻧﺪ و از آﻟﮕﻮرﻳﺘﻢ ﺳﻴﻤﭙﻞ ﺑﻬﺮه ﺑﺮدﻧﺪ. رﻳﻨﻮﻟﺪز ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ آﻧﻬﺎ ۲۰ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ، آﻧﻬﺎ ﻛﺎﻧﺘﻮرﻫﺎي ﻓﺸﺎر را در ﭘﺸﺖ اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﺑﻪ ﻧﻤﺎﻳﺶ ﮔﺬاﺷﺘﻨﺪ و ﺿﺮاﻳﺐ ﺑﺮا و ﭘﺴﺎ را ﺑﺎ ﺗﻌﺪاد اﻟﻤﺎن ﺷﺒﻜﻪ ﻣﺘﻔﺎوت ﺑﺪﺳﺖ آورده و ﻣﻴﺰان ﺧﻄﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺗﺠﺮﺑﻲ را ﻧﻴﺰ ﻣﺸﺨﺺ ﻛﺮدﻧﺪ. اﻣﻴﻦﻓﺮ و ﻣﺤﻤﻮدﭘﻮر [۱۱] ﻧﻴﺰ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻦ روش ﺑﺎ ﺑﺮرﺳﻲ ﭼﻴﺪﻣﺎنﻫﺎي ﻣﺜﻠﺜﻲ و ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺑﺎ ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻧﻤﻮدارﻫﺎﻳﻲ از ﻋﺪد ﺑﻲﺑﻌﺪ ﻧﺎﺳﻠﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت را ﺑﺮرﺳﻲ و ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﺮدﻧﺪ.
وﻳﺮاﺑﺎﺗﺮا [۱۲] اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و اﺛﺮ ﻛﻨﺘﺮل ﮔﺮداﺑﻪ را ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﺮده و ﻧﺸﺎن داد ﻛﻪ ﺑﺎ ﻛﻨﺘﺮل ورﺗﻜﺲ ﻣﻲﺗﻮان ﻣﻴﺰان اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت را اﻓﺰاﻳﺶ داد. ﭘﺮاﺑﻬﻜﺮ و ﻫﻤﻜﺎران [۱۳] اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در اﺛﺮ ﻏﻴﺮ داﻳﺮوي ﺑﻮدن ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ را ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﺮده و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﮔﺮداﺑﻪﻫﺎي ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه را ﺑﻪ ﻧﻤﺎﻳﺶ در آوردﻧﺪ. ﻟﻲ و ﻫﻤﻜﺎران [۱۴] ﻧﻴﺰ ﺟﺮﻳﺎن آرام ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﻳﻚ دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ (ﭘﻨﺞ ﻋﺪد ﻟﻮﻟﻪ) را ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻧﻤﻮده و ﺟﺮﻳﺎن و اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮم را ﺗﻮﺳﻂ ﻋﺪد ﺷﺮود ﻧﻤﺎﻳﺶ دادﻧﺪ. آﻧﻬﺎ ﻣﺤﺪوده رﻳﻨﻮﻟﺪز
۲ ﺗﺎ۲۰۰ را اﻧﺘﺨﺎب ﻛﺮده و ﺑﺎ ﮔﺎمﻫﺎي ﻟﻮﻟﻪ ۲ – ۱/۸۵ -۱/۵ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺧﻮد را ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﺮدﻧﺪ.
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﺐ ﻓﻮق، ﺗﺎﻛﻨﻮن ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت زﻳﺎدي ﺑﺮاي اﻧﺪازهﮔﻴﺮي اﻓﺖ ﻓﺸﺎر و اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت روي دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ، اﻣﺎ ﻛﺎر روي ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻟﺰﺟﺖ زﻳﺎد دﻳﺪه ﻧﻤﻲﺷﻮد. ﻫﺪف از ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺣﺎﺿﺮ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻋﺪدي اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب روﻏﻦ ﺑﻌﻨﻮان ﺳﻴﺎل ﻋﺎﻣﻞ ﻛﻪ ﻟﺰﺟﺖ آن ﺑﻪ ﺷﺪت ﺗﺎﺑﻊ دﻣﺎ اﺳﺖ، ﻋﻼوه ﺑﺮ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺳﺎﻳﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي اﺻﻠﻲ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﮔﺬار ﺑﺮ ﻧﺮخ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و ﺟﺮﻳﺎن روي ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ، اﺛﺮ ﻟﺰﺟﺖ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﻧﻴﺰ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد و ﺑﺎ ﺣﺎﻟﺖ ﻟﺰﺟﺖ ﺛﺎﺑﺖ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر اﺑﺘﺪا ﻣﻌﺎدﻻت ﺣﺎﻛﻢ ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل در دو ﺣﺎﻟﺖ ﻟﺰﺟﺖ ﺛﺎﺑﺖ و ﻟﺰﺟﺖ ﻣﺘﻐﻴﺮ اراﺋﻪ و ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد، ﺳﭙﺲ ﺑﺎ ﻛﻤﻚ ﻧﺮم اﻓﺰار ﮔﻤﺒﻴﺖ و ﻓﻠﻮﺋﻨﺖ ﻫﻨﺪﺳﻪ و ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﻣﻲﺷﻮد.

-۲ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺗﺎﺛﻴﺮﮔﺬار ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل و اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت روي ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ
ﻗﺒﻞ از ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺮ ﻣﺪﻟﻲ در ﻣﺒﺤﺚ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﺳﻴﺎﻻت و اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﺎﻳﺪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺗﺎﺛﻴﺮﮔﺬار ﺑﺮ آن و ﻣﻌﺎدﻻت ﺣﺎﻛﻢ ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﮔﺮدد. ﺑﺮاي ﻳﻚ دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﻛﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل از روي آن ﻣﻲﮔﺬرد و ﺗﻮام ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻓﺸﺎر و اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ، ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎﻳﻲ ﻧﻈﻴﺮ ﮔﺎم ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ، ﻗﻄﺮ و ﺟﻨﺲ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ، ﭼﻴﺪﻣﺎن آﻧﻬﺎ و … ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ دارﻧﺪ. در اﻳﻦ ﺑﺨﺶ اﺑﺘﺪا ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻣﻬﻢ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﺎزده ﻣﺒﺪﻟﻬﺎي ﺣﺮارﺗﻲ از دﻳﺪﮔﺎه اﻧﺮژي ﺑﺼﻮرت ﻧﺴﺒﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﻳﻚ ﺳﻄﺢ ﻣﺸﺨﺺ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار اﻧﺮژي ﻣﺼﺮف ﺷﺪه ﺑﺮاي ﻏﻠﺒﻪ ﺑﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ﺳﻴﺎل ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﺷﻮد. ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎت در ﻃﺮاﺣﻲ ﻳﻚ ﻣﺒﺪل ﺣﺮارﺗﻲ اﺳﺖ و ﻋﻤﻮﻣﺎ آﻧﺮا ﺑﺎ ﻣﻴﺰان اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﺳﻴﺎﻟﻲ ﻛﻪ روي ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺟﺮﻳﺎن دارد ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ.
ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك f ﺑﺮاي ﺑﻴﺎن اﻓﺖ ﻓﺸﺎر و ﻋﺪد ﻛﻮﻟﺒﺮن Jb ﺑﺮاي ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﻜﺎر ﺑﺮده ﻣﻲﺷﻮد، اﻳﻦ ﺿﺮاﻳﺐ ﺑﺼﻮرت زﻳﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ:[۱۵]

ﻛﻪ در آن اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﺟﺮﻳﺎن و اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﺑﺮ واﺣﺪ ﻫﺮ ﻟﻮﻟﻪ اﺳﺖ . ﻧﻴﺰ ﺳﺮﻋﺖ در ﻛﻮﭼﻜﺘﺮﻳﻦ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ اﺳﺖ. h ﺿﺮﻳﺐ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ، d ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ، k ﺿﺮﻳﺐ ﻫﺪاﻳﺖ ﺣﺮارﺗﻲ، μ ﻟﺰﺟﺖ، ρ ﭼﮕﺎﻟﻲ، وcp ﮔﺮﻣﺎي وﻳﮋه اﺳﺖ.
-۳ ﻣﺪل رﻳﺎﺿﻲ
۱-۳ ﻫﻨﺪﺳﻪ و ﺷﺮاﻳﻂ ﻣﺮزي
ﭼﻴﺪﻣﺎﻧﻲ از ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﻧﺸﺎن دادن ﮔﺎم ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ در ﺷﻜﻞ (۱) آﻣﺪه اﺳﺖ.

ﺷﻜﻞ: ۱ ﭼﻴﺪﻣﺎن دﺳﺘﻪ ﻟﻮﻟﻪ
ﺑﺎ ﺟﺪا ﻛﺮدن ﻳﻚ ردﻳﻒ از ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ ﻣﻴﺪان ﺣﻞ ﺑﺼﻮرت ﺷﻜﻞ (۲) ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

ﻃﻮل ورودي از ﺷﺮوع ﻣﺮز ﺗﺎ رﺳﻴﺪن ﺑﻪ ﻟﻮﻟﻪ اول ۶/۵ D و از ﻟﻮﻟﻪ آﺧﺮ ﺗﺎ ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﺮاﺑﺮ ۲۰D ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﺗﺎ از ﻳﻜﺪﺳﺖ ﺷﺪن ﺟﺮﻳﺎن و ﻋﺪم ﺗﺎﺛﻴﺮ آن ﺑﺮ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و ﺟﺮﻳﺎن در ﻧﻮاﺣﻲ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺣﺎﺻﻞ ﮔﺮدد. ﮔﺎم ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ ۲×۲ و ارﺗﻔﺎع ۲D ﺑﺮاي ﻛﻞ ﻣﻴﺪان در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﺑﺪﻟﻴﻞ ﺑﺰرگ ﺑﻮدن ﻣﻴﺪان ﺣﻞ اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه و زﻳﺎد ﺷﺪن ﺗﻌﺪاد ﺳﻠﻮﻟﻬﺎ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ زﻣﺎن ﺣﻞ ﻣﻲﮔﺮدد، ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ وﺟﻮد ﺗﻘﺎرن ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ در ﻧﻴﻤﻪ ﺑﺎﻻﻳﻲ و ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺷﻜﻞ، ﺣﻞ ﺑﺮاي ﺷﻜﻞ ۳ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد. در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ارﺗﻔﺎع ﻣﻴﺪان ﺣﻞ ﺑﺮاﺑﺮ ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﻣﻲﮔﺮدد و ﺗﻌﺪاد ﺳﻠﻮلﻫﺎي ﺷﺒﻜﻪ ﻧﺼﻒ ﻣﻲﺷﻮد.

ﺷﻜﻞ:۳ ﻣﻴﺪان ﺣﻞ در ﻧﺮم اﻓﺰار ﻓﻠﻮﺋﻨﺖ

ﺳﻴﺎل ورودي روﻏﻦ ﺑﺎ دﻣﺎﻫﺎي ۳۵۰ و ۳۰۰ ﻛﻠﻮﻳﻦ در ﺣﺎﻟﺖﻫﺎي ﻟﺰﺟﺖ ﺛﺎﺑﺖ و ﻟﺰﺟﺖ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و ﺳﺮﻋﺖ ورودي ﻃﻮري ﺗﻨﻈﻴﻢ ﻣﻲﮔﺮدد ﻛﻪ ﺟﺮﻳﺎن آرام در ﻣﻴﺪان ﺣﻞ رخ دﻫﺪ. درون ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﺨﺎر آب در ﺣﺎﻟﺖ اﺷﺒﺎع ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ۱۵psi ﺟﺮﻳﺎن دارد، ﺑﺮاي اﻋﻤﺎل آن دﻣﺎي ﺳﻄﺢ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ۳۷۳ ﻛﻠﻮﻳﻦ ﻓﺮض ﻣﻲﺷﻮد. ﺳﺮﻋﺖ ورودي در راﺳﺘﺎي ﻣﺤﻮري و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻓﺸﺎر ورودي ﺻﻔﺮ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد.