اولین درسی که در آن دانشجوی علوم و صنایع غذایی، عملیات فیزیکی و انتقال انرژی در مواد غذایی را از بعد کمی مورد مطالعه قرار میدهد، مهندسی صنایع غذایی است.

مطالعه جریان سیال، تولید و انتقال حرارت، فرآوری حرارتی از جمله فرآوری و بسته بندی اسپتیک،انجماد،تبخیر،خشک کردن مبانی مهندسی صنایع غذایی را تشکیل میدهند که در این کتاب به آنها اشاره شده است

مهندسی صنایع غذایی درس بسیار مهمی در برنامه آموزشی تحصیلات عالی رشته صنایع غذایی است. این درس نه تنها دانشجو را با اصول مهندسی صنایع غذایی آشنا می کند، بلکه تفکر نقادانه و موشکافانه و نیز قدرت حل مشکلات را که اتزمه زندگی امروزی است، نیز در او ایجاد می کند.

جزئیات هندسی و فیزیکی مسأله مورد نظر برای شبیه­ سازی عددی در این بخش بیان خواهد شد. تحلیل جریان سیال اطراف دو سیلندر مربعی پشت سر هم در جریان آزاد مدنظر این تحقیق می­باشد. این سیلندرهای مربعی هم ­اندازه بصورت عمود بر جریان ورودی قرار گرفته­اند (شکل 3-1). نسبت ارتفاع سیلندرها به ارتفاع میدان حل نسبت انسداد[1] (d/H) تعریف می­شود. فاصله بین سیلندرها، فاصله سیلندر بالادست تا مرز ورودی و فاصله سیلندر پایین­دست تا مرز خروجی، از دیگر پارامترهای مهم هندسی مسأله تحت بررسی هستند

در بخش­های مختلف فصل دوم به مقالات و کارهای تحقیقاتی انجام شده در این راستا اشاره شد. با بررسی آنها مشخص شد که برای هندسه دو سیلندری تنها در محدوده­هایی خاص از عدد رینولدز، شبیه­سازی عددی یا کارهای آزمایشگاهی انجام شده است. لذا تعیین ویژگی­های جریان در اعداد رینولدز متفاوت و بصورت کامل­تر و با جزئیات بیشتر، از ویژگی­های این تحقیق می­باشد.

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه 1

1-1 جدایش جریان 1

1-2 نحوه تشکیل و پخش گردابه7

1-3 کاربرد جریان­بندها در مهندسی18

فصل دوم: مروری بر فعالیت­های تحقیقاتی گذشته 21

2-1 مقدمه21

2-2 هندسه یک سیلندری در جریان آرام21

2-3 هندسه یک سیلندری در جریان مغشوش31

2-4 هندسه چند سیلندری در جریان آرام 39

2-5 هندسه چند سیلندری در جریان مغشوش 48

فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن 59

3-1 طرح مسأله فعلی و جایگاه آن 59

3-2 هندسه مسأله 62

3-3 معادلات حاکم در جریان آرام 63

3-3-1 میدان جریان سیال 63

3-3-2 میدان دما و انتقال حرارت67

3-4 معادلات حاکم در جریان مغشوش69

3-4-1 میدان جریان سیال و دما69

3-5 جمع­بندی معادلات 72

3-6 روش حل مسأله 74

3-7 شرایط مرزی و نحوه اعمال آنها87

3-7-1 مقدمه 87

3-7-2 شرط مرزی ورودی87

3-7-3 شرط مرزی خروجی 89

3-7-4 شرط مرزی دیوار 90

3-7-5 شرط مرزی تقارن 92

فصل چهارم: نتایج جریان آرام 94

4-1 مقدمه94

4-2 مقایسه نتایج بدست آمده برای هندسه یک سیلندری با نتایج موجود95

4-3 مطالعه شبکه99

4-4 مطالعه نسبت انسداد 105

4-5 تحلیل نتایج رژیم جریان آرام 118

4-5-1 تحلیل نتایج جریان سیال برای فاصله بین سیلندری ثابت G=5118

4-5-2 تحلیل نتایج جریان سیال برای فواصل بین سیلندری مختلف 138

4-5-3 تحلیل نتایج انتقال حرارت و میدان دما147

فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش 161

5-1 مقدمه 161

5-2 تحلیل نتایج بدست آمده برای جریان سیال162

5-3 تحلیل نتایج میدان دما و انتقال حرارت178

جمع ­بندی نتایج و ارائه پیشنهادات 183

پیوستها

پیوست الف: متن کامل مقاله ارائه شده در دهمین کنفرانس دینامیک شاره­ها 1385186

پیوست ب: متن کامل مقاله پذیرفته شده جهت ارائه در کنفرانسISME2007197

پیوست ج: استخراج معادلات حاکم بر جریان و نحوه بی­بعد کردن آنها203

پیوست د: محاسبه مشتق اول با دقت مرتبه دوم در یک نقطه در شبکه غیر یکنواخت 212

فهرست منابع 215

فهرست جداول

عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه 1

فصل دوم: مروری بر فعالیت­های تحقیقاتی گذشته 21

جدول 2-1 تأثیر فاصله پایین­دست سیلندر در رینولدز 100 و نسبت انسداد 7% 22

جدول 2-2 مقایسه نتایج حاصل از استفاده از شرط مرزی خروجی مختلف 24

جدول 2-3 مقایسه نتایج بدست آمده برای سیلندرهایی با نسبت منظرهای متفاوت 34

فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن 59

جدول 3-1 مقادیر بی­بعد ابعاد هندسی 62

جدول 3-2 ترم­های مختلف معادلات بی بعد شده جاکم بر مسأله 73

فصل چهارم: نتایج جریان آرام 94

جدول 4-1 مقایسه نتایج بدست آمده از شبکه­بندی­هایی متفاوت در نسبت انسداد10% 100

جدول 4-2 مقایسه نتایج بدست آمده از شبکه­بندی­هایی متفاوت در نسبت انسداد 5% 100

جدول 4-3 مقایسه نتایج بدست آمده پارامترهای جریان در نسبت انسدادهای مختلف 106

جدول 4-4 مقایسه نتایج بدست آمده عدد نوسلت سیلندرها در نسبت انسدادهای مختلف 107

جدول 4-5 مقادیر پارامترهای مختلف جریان در اعداد رینولدز متفاوت برای G=5134

جدول 4-6 پارامترهای مختلف محاسبه شده جریان در فواصل بین سیلندری مختلف 143

جدول 4-7 مقادیر محاسبه شده عدد نوسلت سیلندرها در فواصل بین سیلندری مختلف 153

فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش 161

جدول 5-1 مقادیر عدد نوسلت وجوه مختلف سیلندرها در اعداد رینولدز متفاوت 182