انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال فوق بحرانی در کانال عمودی دما ثابت

اهمیت پژوهش پیرامون خصوصیات سیالات فوق بحرانی با درنظر گرفتن افزایش کاربرد آن‌ها در صنایع مختلف غذایی، شیمیایی، پلیمر، نفت و گاز بیش از پیش آشکار می‌گردد. یکی از مهم‌ترین خصوصیات این‌گونه سیالات ، ضریب انبساط حرارتی (b) می‌باشد. در اکثر فرایندهایی که این مولفه در آن‌ها کاربرد دارد، از فرض گاز ایده‌ال استفاده شده است. ضعف این مدل آن است که در محدوده نقطه بحرانی، قادر به پیش‌بینی صحیح ضریب انبساط حرارتی نمی‌باشد. به همین دلیل در پژوهش حاضر به منظور تعیین ضریب انبساط حرارتی، از معادله حالت ردلیش‌کوانگ استفاده گردیده و رابطه‌ا‌ی جدید که تابع دما، فشار و ضریب تراکم‌پذیری می‌باشد، استخراج شده است. مقایسه رفتار منحنی‌های حاصل از این رابطه با مقادیر تجربی مطابقت خوبی را نشان می‌‌دهد. علاوه بر این انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال فوق بحرانی در کانال عمودی با دیواره‌های دما ثابت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و بر پایه الگوریتم سیمپل حل گردیده و پس از اعتبارسنجی با مطالعات پیشین، به مقایسه مشخصه‌های جریان و انتقال حرارت به ازای ضریب انبساط حرارتی مبتنی بر فرض گاز ایده‌آل وضریب انبساط حرارتی حاصل از این تحقیق برای سیال فوق بحرانی پرداخته شده است. در انتها روند تغییرات ضریب انتقال حرارت با فاصله گرفتن سیال از نقطه بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است.