Қубури гармии обии ҳалқавии ҳаммарказ бо таносуби баланди пуркунӣ (concentric-annular heat pipe, CAHP) системаи дуфазаи интиқоли гармӣ мебошад, ки даври бухоршавӣ ва конденсатсияи обро дар фосилаи маҳдуди ҳалқавӣ байни ду қубури ҳаммарказ истифода бурда, гармиро интиқол медиҳад. Дар таҳқиқоти баррасишуда рафтори оғози кор, реҷаи гузариш ва реҷаи устувори CAHP-и аз пӯлоди зангногири 304 сохташуда дар нишебии гуногуни 0°–90° ва мавқеъҳои тағйирёбандаи гармкунӣ ба таври таҷрибавӣ чен карда шудааст. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки система на танҳо ба ҳарорати миёна, балки ба таъсири самти қувваи ҷозиба ба ҳаракати муқобили фазаҳои буғ ва моеъ низ сахт вобаста аст.

Дар таҷрибаҳо се минтақаи равшани рафтори гузариш мушоҳида шуд: минтақаи ҳарорати яксон дар 0°–40°, ки ҳароратҳо ҳамоҳангтар тағйир меёбанд; минтақаи ҳарорати қабатбандишуда дар 45°–60°, ки қабатбандии меҳварии гармӣ барҷаста мешавад; ва минтақаи ҳарорати ларзон дар 70°–90°, ки ҳароратҳо ларзишҳои басомади баланд нишон медиҳанд. Самти тақрибан 60° шароите мебошад, ки ҳампайвастшавии ҳубобҳои Taylor ва нигоҳдории физикии буғ аз ҳама равшан аст; дар ин нуқта яксонии ҳарорат ба бадтарин сатҳ мерасад.

Таҳқиқот ҳамчунин барои арзёбии суръати барқароркунии мувозинати гармӣ нишондиҳандаеро бо номи Adaptive Capacity Index (ACI) муайян мекунад; робитаи байни адади яксонии ҳарорат \(Z_T\) ва муқовимати эквивалентии гармӣ \(R_{eff}\)-ро меомӯзад ва бо истифода аз теоремаи Buckingham π модели нимэмпирикии пешгӯии беандозаеро аз рӯи адади Eötvös \(Eo\), адади Ohnesorge \(Oh\), адади Reynolds-и буғ \(Re_v\) ва таносуби самараноки моеъи корӣ \(M_v\) таҳия мекунад. Ин модел дар шароити гармкунии аз поён натиҷаҳои таҷрибаро дар ҳудуди хатои ±20% ифода кардааст. Вақте минтақаи гармкунӣ ба боло кӯчонида мешавад, дар моеъи зери гармкунак боқимонда қабатбандии гармӣ ва рукуди интиқоли масса инкишоф ёфта, эътибори модел коҳиш меёбад.

Чаро масъала танҳо аз саволи “қубури гармӣ гармиро то чӣ андоза хуб мегузаронад?” иборат нест?

Самаранокии қубури гармӣ аксаран бо фарқи ҳарорат дар ҳолати устувор ё муқовимати эквивалентии гармӣ ифода мешавад. Аммо дар татбиқҳое мисли системаҳои намакзудоии бо энергияи офтобӣ коркунанда ё манбаъҳои тағйирёбандаи гармии партовӣ, шароити сарҳадӣ доимӣ нест. Вуруди гармӣ метавонад тағйир ёбад, система барои пайгирии офтоб самташро дигар кунад ва ҷузъҳои қувваи ҷозиба нисбат ба меҳвари қубур пайваста дигар шаванд. Дар чунин ҳолат саволи муҳим танҳо тақсимоти ниҳоии ҳарорати устувор нест, балки он аст, ки системаи дуфаза пас аз таъсири халалдоркунанда то чӣ андоза зуд ва муназзам ба ҳолати нави мувозинат мерасад.

Аз ин рӯ таҳқиқоти баррасишуда CAHP-ро на танҳо ҳамчун унсури муқовимати гармӣ, балки ҳамчун системаи динамикии дуфазае арзёбӣ мекунад, ки ба тағйири нишебӣ посух медиҳад. Тағйири ҳароратҳои ченшуда дар вақт ҳамроҳ бо пайдоиш, ҳампайвастшавӣ, болоравӣ, аз ҷониби девор нигоҳ дошта шудан ва таъсири мутақобили ҳубобҳои буғ бо ҷараёни бозгашти моеъ баррасӣ шудааст.

Қубури Гармии Обии Ҳалқавии Ҳаммарказ (CAHP) Чист?

Қубури гармии обии ҳалқавии ҳаммарказ қубури гармии дуфазае мебошад, ки дар минтақаи танги ҳалқавӣ байни ду қубури дарун-дарун ҷойгиршуда тавассути бухоршавии об, интиқоли буғ, конденсатсия ва бозгашти моеъ гармиро интиқол медиҳад. CAHP-и ин таҳқиқот аз баданаи пӯлоди зангногири 304 бо таносуби баланди пуркунӣ, пилтаи тӯрии симӣ ва об ҳамчун моеъи корӣ иборат аст.

Сохтори асосии намунаи таҷрибавӣ

Чаро гармкунии индуксионии басомади баланд истифода шуд?

Дар дастгоҳи таҷрибавӣ минтақаи бухоркунанда бо индуксияи электромагнитии басомади баланд гарм карда шудааст. Ҳадафи ин интихоб кам кардани таъхири иловагии гармӣ аз массаи худи гармкунакҳои муқовиматӣ ва сатҳҳои тамоси онҳо буд. Бо индуксия дар баданаи пӯлоди зангногир ҷараёнҳои гирдобӣ ба вуҷуд омада, гармии Joule мустақиман дар бадана тавлид мешавад. Ҳамин тавр, махсусан дар раванди оғози кор мақсад ин буд, ки ҷавоби ҳароратии ченшуда ба ҷойи инерсияи гармии элементи гармкунандаи беруна динамикаи тағйири фаза дар дохили CAHP-ро бевоситатар инъикос кунад.

Ҳарорат чӣ гуна чен карда шуд?

Система бо сабткунандаи маълумоти HIOKI LR8431–30 ва ҳашт термопараи навъи T-и Kepsun назорат карда шуд. Ҳафт термопара тақсимоти меҳварии ҳароратро дар тӯли сатҳи берунӣ сабт мекарданд, термопараи ҳаштум ҳарорати муҳитро чен мекард. Дар таҷриба кунҷи нишебӣ \(\theta\), мавқеи гармкунӣ \(l'\) ва қувваи гармкунӣ ҳамчун тағйирёбандаҳои вурудӣ; ҳароратҳо, \(R_{eff}\) ва \(Z_T\) ҳамчун тағйирёбандаҳои асосии баромад истифода шуданд.

Адади Яксоии Ҳарорат \(Z_T\) Чиро Месанҷад?

\(Z_T\) нишондиҳандаи беандозаи яксоии ҳарорат мебошад, ки то чӣ андоза аз ҳам фарқ кардани ҳароратҳои сатҳи берунии қубурро нисбат ба ҳарорати корӣ нормалӣ мекунад. Бо кам шудани \(Z_T\) тақсимоти ҳарорат дар меҳвар яксонтар ва бо зиёд шудани \(Z_T\) фарқҳои ҳарорат ва номунтазамии гардиши дуфаза равшантар шуморида мешаванд.

Дар манбаъ муқовимати эквивалентии гармӣ чунин таъриф шудааст:

\[ R_{eff}=\frac{\overline{\Delta T}}{\overline{Q}} \]

Дар ин ҷо \(\overline{\Delta T}\) фарқи миёнаи ҳарорати девор байни бухоркунанда ва конденсаторро, \(\overline{Q}\) бошад қувваи самараноки интиқоли гармиро ифода мекунад. Воҳиди \(R_{eff}\) K/W аст ва қимати пасттар ба қобилияти қавитари интиқоли меҳварии гармӣ мувофиқ меояд.

Нишондиҳандаи яксоии ҳарорат дар манбаъ ба шакли зерин дода шудааст:

\[ Z_T = \frac{ \sqrt{ \frac{\sum (T_i-\overline{T})^2}{n_i} } }{ \overline{T}_v } \]

\(T_i\) ченаки алоҳидаи ҳарорат дар сатҳи берунӣ, \(\overline{T}\) миёнаи ҳароратҳои сатҳи берунӣ, \(n_i\) шумораи нуқтаҳои ченкунӣ ва \(\overline{T}_v\) ҳарорати миёнаи девори дохилиро, ки ҳамчун ҳарорати корӣ истифода мешавад, ифода мекунад.

Калибровкаи вуруди гармӣ

Панели идоракунии гармкунаки индуксионӣ қимати физикии ваттро мустақим нишон намедиҳад, балки сатҳҳои беандозаи панелӣ мисли \(X=2\) ва \(X=3\)-ро нишон медиҳад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон дар ҳолати устувор гармии аз сатҳи берунии конденсатор тавассути конвексияи табиӣ ва радиатсия ба муҳит додашударо ҳисоб карда, вуруди воқеии эквивалентии гармиро калибр карданд:

\[ Q_{in}=Q_{c,out}=Q_{con}+Q_{rad} \]

Дар натиҷаи калибровка сатҳи \(X=2\) ба тақрибан 60.3 W ва сатҳи \(X=3\) ба 150.0 W вуруди эквивалентии гармӣ мувофиқат кард.

Номуайянии ченкунӣ

Дақиқии нишон додашудаи термопараҳои навъи T ±0.5°C мебошад. Манбаъ бо фарзияи тақсимоти яксон номуайянии стандартии ҳароратро тақрибан 0.29°C ҳисоб кардааст. Дар натиҷаи паҳншавии хато барои қувваи эквивалентӣ 2.0% ва барои муқовимати эквивалентии гармӣ 23.2% номуайянӣ гузориш шудааст. Ин қимати дуюм нишон медиҳад, ки чаро ҳассосияти \(R_{eff}\) ба шароити сарҳадии конвексияи табиӣ дар нишебиҳои мобайнӣ муҳим аст.

Се марҳилаи раванди оғози кор

Ҳангоми татбиқи ҷараёни доимии гармӣ рафтори система ба се минтақаи вақт ҷудо шудааст: оғози зуд \(t_1\), интиқоли гармии ноустувор/гузаришӣ \(t_2\) ва интиқоли гармии устувор \(t_3\). Дар марҳилаи аввал девори бухоркунанда, ки бо индуксия гарм мешавад, бухоршавии босуръати обро оғоз мекунад. Вақте буғи гарми ҳосилшуда дар канали ҳалқавӣ ба самти конденсатор ҳаракат мекунад, сенсорҳои ҳарорат пай дар пай посух медиҳанд. Ба таври назаррас гарм шудани сенсори нӯги конденсатор нишон медиҳад, ки фронти буғ дар тӯли канал пеш рафта, гардиши дуфаза барқарор шудааст.

Аммо оғози гардиш маънои онро надорад, ки система фавран ба мувозинати гармӣ расидааст. Вақте энергияи ба бухоркунанда воридшаванда аз энергияе, ки конденсатор ҳамзамон хориҷ карда метавонад, зиёдтар аст, энергияи изофӣ энергияи дохилӣ ва фишори сершавии системаро меафзояд. Дар ин давраи гузариш суръати болоравии ҳарорат тадриҷан кам мешавад ва система бо ташаккули тақсимоти нави буғ-моеъ ба реҷаи устувор наздик мешавад.

Чаро Кунҷи Нишебӣ Ҷараёни Дуфазаро ба Се Реҷаи Гуногун Ҷудо Мекунад?

Бо тағйир ёфтани кунҷи нишебӣ ҷузъҳои перпендикулярӣ ва параллелии қувваи ҷозиба нисбат ба меҳвари қубур низ тағйир меёбанд; ин ҷудошавии ҳубобҳо аз девор, масофаи болоравӣ, ҳамроҳшавӣ ба ҳубобҳои Taylor ва таъсири мутақобили ҷараёни муқобил бо бозгашти моеъро тағйир медиҳад. Таҷрибаҳои манбаъ нишон медиҳанд, ки ин механизм дар фосилаҳои 0°–40°, 45°–60° ва 70°–90° се рафтори гуногуни макроскопии ҳароратро ба вуҷуд меорад.

Чаро тақрибан 60° муҳим аст?

Бо зиёд шудани нишебӣ аз 0° ба 60° роҳи ҳубобҳо дар тӯли девори моил дарозтар мешавад. Эҳтимоли нигоҳ доштани ҳубобҳо аз ҷониби девор ва сохтори пилта меафзояд ва ҳубобҳои ҷудогона метавонанд ба ҳубобҳои калони Taylor пайваст шаванд. Минтақаҳои калони буғ девори бухоркунандаро маҳаллӣ мепӯшонанд, муқовимати гармии фазаи буғро зиёд мекунанд ва интиқоли меҳварии буғро ба самти конденсатор маҳдуд месозанд. Манбаъ гузориш медиҳад, ки ин ду таъсир тақрибан дар 60° аз ҳама қавӣ буда, қимати устувори \(Z_T\) дар ҳамин ҷо ба максимум мерасад ва бадтарин яксоии ҳароратро ифода мекунад.

Ҳангоми гузариши самт аз 60° ба 90° самти қувваи ҷозиба бештар бо меҳвари қубур ҳамоҳанг мешавад. Дар ҳоле ки маҳдудияти самти нормалӣ кам мешавад, интиқоли меҳварӣ осон мегардад; вақти мондани ҳубобҳо дар минтақаи гарм кӯтоҳ мешавад ва ташаккули доимии ҳубоби калони Taylor суст мегардад. Дар натиҷа яксоии ҳарорати устувор боз беҳтар мешавад.

Чаро \(Z_T=0.06\) ҳамчун ҳадди гузариш истифода шуд?

Дар таҳқиқот барои сохтани меъёри умумии гузариш ба ҳолати устувор барои ҳамаи кунҷҳои нишебӣ ҳадди \(Z_T=0.06\) истифода шудааст. Манбаъ қайд мекунад, ки дар шароити бадтарини устувор, яъне тақрибан 60°, қимати \(Z_T\) тақрибан 0.05 аст ва барои кам кардани хатари таснифи нодуруст аз ларзишҳои ҳарорат дар охири реҷаи гузариш ба ин қимат захираи бехатарӣ илова мекунад.

Рафтори \(Z_T\), ки ба вақт ва кунҷи нишебӣ вобаста аст, бо сатҳи ҷавоби дараҷаи сеюм ифода шудааст:

\[ Z_T(t,\theta)= \beta_0+\beta_1t+\beta_2\theta+\beta_3t^2+\beta_4t\theta+\beta_5\theta^2+ \beta_6t^3+\beta_7t^2\theta+\beta_8t\theta^2+\beta_9\theta^3+\varepsilon \]

Ин ифода барои тавсифи рафтори вобаста ба вақти яксоии ҳарорат, ки дар таҷриба ба даст омадааст, бо ду тағйирёбандаи мустақил — вақт ва кунҷи нишебӣ — истифода шудааст; он набояд худ аз худ ҳамчун қонуни нави физика тафсир шавад.

Adaptive Capacity Index (ACI) Чиро Ифода Мекунад?

Adaptive Capacity Index (ACI) нишондиҳандаи арзёбиест, ки таҳқиқоти манбаъ барои ифодаи қобилияти CAHP ҷиҳати бозрасидан ба мувозинати гармӣ пас аз вайроншавии тақсимоти дуфаза, бо истифодаи ҳамзамони вақти нормализатсияшудаи мутобиқшавӣ ва мувофиқати сарҳади гармӣ, дар диапазони 0 то 1 муайян кардааст.

Дар манбаъ ACI чунин таъриф шудааст:

\[ ACI=(1-\tau)(1-\eta) \]

Вақти нормализатсияшудаи гармшавии мутобиқшаванда:

\[ \tau=\frac{t_z}{t_{z,max}} \]

Дар ин ҷо \(t_z\) давомнокии умумии оғози зуд ва давраҳои интиқоли гармии ноустувор аст; \(t_{z,max}\) бошад қимати максималӣ дар тамоми диапазони нишебӣ мебошад. Дар манбаъ барои 60° \(t_z=4800\,s\) гузориш шудааст.

Ҷузъи дуюм дар манбаъ:

\[ \eta=\frac{\overline{T}_{t_z}}{\overline{T}} \]

ба ин шакл дода шудааст. \(\overline{T}_{t_z}\) ба ҳарорати миёнаи девори бухоркунанда дар вақти \(t_z\) вобаста аст; \(\overline{T}\) бошад ҳарорати истинодии ҳолати устувор мебошад.

ACI дар маҷмӯъ бо зиёд шудани кунҷи нишебӣ тамоюли коҳиш нишон дод. Дар матни манбаъ барои минтақаи ҳарорати яксон тақрибан 0.2–0.42, барои минтақаи ҳарорати қабатбандишуда 0–0.26 ва барои минтақаи ҳарорати ларзон 0–0.1 гузориш шудааст. Зикр мегардад, ки қиматҳои баландтарин дар атрофи 15° ва 30° пайдо шудаанд.

Ёддошти тафсирии дохили манбаъ: Матни манбаъ дар як ҷой қимати \(\eta\)-ро бо наздик шудан ба 1 ҳамчун мувофиқати беҳтари сарҳад шарҳ медиҳад, вале дар ҷумлаҳои баъдӣ қимати пасти \(\eta\)-ро бо мутобиқшавии қавитар алоқаманд мекунад. Аз ин рӯ, таърифи математикии ACI ва тафсири физикии \(\eta\) бояд ҷудо аз ҳам хонда шаванд; Verianla ин зиддиятро хомӯшона ислоҳ намекунад.

Оё \(Z_T\)-ро ба ҷойи \(R_{eff}\) истифода бурдан мумкин аст?

Азбаски моделсозии боэътимоди конвексияи табиӣ аз сатҳи берунӣ дар нишебиҳои мобайнӣ душвор аст, ҳисоби \(R_{eff}\) номуайян мешавад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон коррелятсияи \(Z_T\) ва \(R_{eff}\)-ро дар вақт дар самтҳои ниҳоии уфуқӣ ва амудӣ омӯхтанд.

Дар таҳлили Pearson дар фосилаи 400–3000 s барои ҳолати уфуқӣ \(r=0.97073\), барои ҳолати амудӣ \(r=0.76232\) ёфт шуд ва дар ҳар ду ҳолат \(p<0.0001\) гузориш гардид. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки дар ҳудуди таҷриба гардиши дуфазаи яксонтар ҳам \(Z_T\) ва ҳам \(R_{eff}\)-ро коҳиш медиҳад, дар ҳоле ки басташавӣ ва гардиши номунтазам ҳар дуро зиёд мекунанд.

Ин коррелятсия далели сабабият нест. Пешниҳоди таҳқиқот он аст, ки \(Z_T\), махсусан дар нишебиҳои мобайнӣ, ки калибровкаи мустақими \(R_{eff}\) душвор мешавад, метавонад ҳамчун нишондиҳандаи амалии самаранокӣ дар тамоми диапазон истифода шавад.

Чаро таҳлили андозагӣ зарур буд?

Натиҷаҳои таҷриба танҳо бо муқоисаи кунҷҳои муайян маҳдуд нашудаанд; барои ифодаи робитаи байни нишебӣ, хусусиятҳои моеъ, геометрия ва интиқоли импулси дуфаза дар сохтори умумитар теоремаи Buckingham π истифода шудааст. Андозаҳои асосӣ масса \(M\), дарозӣ \(L\), вақт \(\tau\) ва ҳарорат \(T\) интихоб шуда, аз бисёр тағйирёбандаҳои физикӣ гурӯҳҳои мустақили беандоза ҳосил шудаанд.

Дар модели ниҳоӣ чор бузургии асосии беандоза ҷудо карда шудаанд:

• \(Oh\) — адади Ohnesorge: аҳамияти таъсири часпакии фазаи моеъи наздики деворро нисбат ба кашиши сатҳӣ ифода мекунад.
• \(Eo\) — адади ислоҳшудаи Eötvös: рақобати байни қувваи болобарандаи нормалӣ ва кашиши интерфейси буғ-моеъро ифода мекунад.
• \(Re_v\) — адади Reynolds-и фазаи буғ: вазни нисбии таъсирҳои инерсионӣ ва часпакӣ дар канали буғро ифода мекунад.
• \(M_v\) — таносуби самараноки моеъи корӣ: барои ифодаи миқдори нисбии моеъ аз заряди умумӣ, ки воқеан дар гардиши дуфаза иштирок мекунад, истифода шудааст.

Адади Ohnesorge дар манбаъ:

\[ Oh=\frac{\mu_l}{\sqrt{\sigma\rho_l r_c}} \]

ба ин шакл ҳосил шудааст. Дар ин ҷо \(\mu_l\) часпакии динамикии моеъ, \(\sigma\) кашиши сатҳӣ, \(\rho_l\) зичии моеъ ва \(r_c\) андозаи хоси сӯрохии тӯри симӣ мебошад. \(Oh\)-и калонтар маънои нисбатан қавитар шудани талафоти часпакӣ дар бозгашти моеъро дорад.

Адади Eötvös бо ислоҳи нишебӣ:

\[ Eo= \frac{(\rho_l-\rho_v)gl^2\cos(\theta-\theta_0)}{\sigma} \]

дода шудааст. Дар манбаъ \(\theta_0=15^\circ\) ҳамчун самте истифода мешавад, ки дар он \(Z_T\) минималӣ аст. Афзоиши \(Eo\) режимҳоеро ифода мекунад, ки таъсири болобарандаи нормалӣ нисбат ба кашиши интерфейс қавитар шуда, ҳубобҳои алоҳида осонтар ҷудо мешаванд.

Шакли адади Reynolds-и буғ, ки ислоҳи мавқеи гармкуниро дар бар мегирад:

\[ Re_v= \frac{4}{\pi} \frac{Q}{\mu_v h_{fg}l} \frac{L_0-l'}{L_0} \]

мебошад. Дар ин ҷо \(l'\) ҷойивазкунии меҳварии мавқеи гармкуниро ифода мекунад. Ҳангоми ба боло кӯчидани минтақаи гармкунӣ, кӯтоҳ шудани роҳи самараноки гардиши меҳварӣ ҳамчун ислоҳи геометрӣ ба модел дохил шудааст.

Таносуби самараноки моеъи корӣ:

\[ M_v=\frac{\dot{m}}{m} \]

ба ин шакл таъриф шудааст. Дар аломатгузории манбаъ бузургии сурат миқдори моеъи кориро, ки ба таври самаранок дар гардиш иштирок мекунад, ва \(m\) заряди умумии моеъи кориро ифода мекунад.

Масъалаи бисёрҳамхаттӣ чӣ гуна ҳал карда шуд?

Азбаски хусусиятҳои моеъ ва буғи оби сершуда ба як ҳарорати корӣ вобастаанд, байни \(Oh\) ва \(Re_v\) тағйири муштараки қавӣ ба вуҷуд омад. Манбаъ қайд мекунад, ки ҳангоми таҳлили классикии ordinary least squares (OLS) қимати variance inflation factor (VIF) барои ҳар ду параметр аз 1266 боло рафт. Муҳаққиқон ба ҷойи хориҷ кардани ин ду параметр, ки минтақаҳои аз ҷиҳати физикӣ гуногуни интиқоли импулсро ифода мекунанд, пас аз табдили логарифмӣ-хаттӣ Ridge Regression истифода карданд.

Коэффисиенти ҷарима бо leave-one-out cross-validation (LOOCV) ҳамчун \(\alpha=0.5292\) интихоб шуд ва коррелятсияи нимэмпирикии зерин ба даст омад:

\[ Z_T= 6.5765\, Oh^{0.4022}\, Eo^{-0.5006}\, Re_v^{-0.5255}\, M_v^{-1.4957} \]

Дараҷаи мусбати \(Oh\) бо тамоюли таҷрибавӣ мувофиқ аст, ки бо қавитар шудани талафоти часпакӣ яксоии ҳарорат бадтар мешавад. Дараҷаҳои манфии \(Eo\) ва \(Re_v\) нишон медиҳанд, ки бо қавитар шудани таъсири болобаранда ва интиқоли импулс дар фазаи буғ таъхири интиқоли меҳварии гармӣ метавонад кам шавад. Дараҷаи дорои бузургтарин қимати мутлақ ба \(M_v\) тааллуқ дорад; модел миқдори моеъи кории самаранок иштироккунандаро ҳамчун муайянкунандаи қавии яксоии ҳарорат ифода мекунад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Тағйирёбандаҳои таҷрибавӣ

Натиҷаҳои асосии таҷрибавӣ

1. Реҷаи макроскопии ҷараён ба нишебӣ сахт вобаста аст. Дар фосилаҳои 0°–40°, 45°–60° ва 70°–90° тағйироти гуногуни ҳароратӣ ба вуҷуд омаданд.
2. 60° самти муҳим аст. Ҳампайвастшавии ҳубобҳо ва нигоҳдории онҳо аз ҷониби девор/пилта дар ин шароит аз ҳама равшан шуда, яксоии ҳарорат ба бадтарин сатҳ расид.
3. Рафтори гузаришӣ новобаста аз метрикаи ҳолати устувор муҳим аст. Вақти барқарор кардани мувозинати гармии системаҳо, ки ба як ҳолати ниҳоии устувор мерасанд, ба таври назаррас фарқ мекард.
4. \(Z_T\) ва \(R_{eff}\) коррелятсияи мусбат нишон доданд. Таҳлил дар самтҳои ниҳоӣ истифодаи \(Z_T\)-ро ҳамчун нишондиҳандаи амалии самаранокӣ дар тамоми диапазони нишебӣ дастгирӣ кард.
5. Модели беандоза танҳо дар ҳудудҳои муайян эътибор дорад. Дар гармкунии аз поён пешгӯиҳо дар ҳудуди хатои ±20% боқӣ монданд.
6. Ба боло кӯчидани мавқеи гармкунӣ фарзияи асосии моделро вайрон мекунад. Вақте моеъи зери гармкунак боқимонда ангезаи кофии тағйири фаза намегирад, қабатбандии гармӣ ва рукуди маҳаллии интиқоли масса ба вуҷуд меояд.

Ҳудуди эътибори модел

Коррелятсияи беандоза дар шароити гармкунии аз поён, ки дар он тамоми моеъи корӣ метавонад дар гардиши самаранок иштирок кунад, муваффақ аст. Вақте мавқеи гармкунӣ дар тӯли меҳвар ба боло кӯчонида мешавад, моеъи хунуктари дар минтақаи поён боқимонда ба гардише, ки ҳубобҳои болораванда ба вуҷуд меоранд, ба ҳамон андоза ҳамроҳ шуда наметавонад. Ҳамин тавр дар система минтақаи маҳаллии рукуд ба вуҷуд меояд, ки модел онро бо як массаи ягонаи гардиши самаранок ифода карда наметавонад.

Аз ин рӯ натиҷаи дақиқии ±20% барои ҳамаи қубурҳои гармӣ, ҳамаи мавқеъҳои гармкунӣ ё системаҳои саноатӣ кафолати универсалии самаранокӣ нест. Натиҷа бояд танҳо дар доираи геометрияи CAHP, моеъи корӣ, таносуби пуркунӣ, шароити санҷиш ва реҷаи гармкунии аз поён, ки дар таҳқиқот муайян шудаанд, тафсир карда шавад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Кунҷи нишебӣ таъсири мутақобили ҷараёни муқобили буғ-моеъ ва яксоии ҳароратро дар дохили CAHP тағйир медиҳад.
• Дар минтақаҳои гуногуни нишебӣ рафторҳои гуногуни ҳарорати гузаришӣ ба вуҷуд меоянд.
• Дар атрофи 60° яксоии ҳарорат ба таври назаррас бад мешавад.
• \(Z_T\) дар шароити ниҳоии уфуқӣ ва амудии таҷриба бо \(R_{eff}\) коррелятсияи мусбат нишон дод.
• Коррелятсияи бар Ridge Regression асосёфта, ки \(Oh\), \(Eo\), \(Re_v\) ва \(M_v\)-ро дар бар мегирад, натиҷаҳои таҷрибаро дар гармкунии аз поён дар ҳудуди ±20% ифода кард.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Модел барои ҳамаи геометрияҳои қубури гармӣ ба таври универсалӣ тасдиқ нашудааст.
• Дар мавқеъҳои гармкунии ба боло кӯчонидашуда ҳамон дақиқии модел нишон дода нашудааст.
• Таҷриба дар дастгоҳи лабораторӣ гузаронида шудааст; санҷиши саҳроӣ дар корхонаи воқеии намакзудоии бо энергияи офтобӣ коркунанда гузориш нашудааст.
• Коррелятсияи байни \(Z_T\) ва \(R_{eff}\) худ аз худ қонуни умумии сабабиятро ташкил намедиҳад.
• Таҳқиқот ҳанӯз мақоми preprint дорад ва набояд ҳамчун версияи рецензияшуда арзёбӣ шавад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ: Modeling and Experimental Validation of Adaptive Heat Transfer Characteristics in a Water Heat Pipe

Муаллифон: Jiayuan Shi; Dazhong Yuan; Hao Zhong; Jianwei Zhang; Jiahong He; Baorui Du; Jun Yao; Xuefeng Ding.

Corresponding authors: PDF-и манбаъ Jun Yao ва Dazhong Yuan-ро ҳамчун corresponding author нишон медиҳад.

Муассисаҳо: Shenyang University of Chemical Technology; Institute of Engineering Thermophysics, Chinese Academy of Sciences; University of Chinese Academy of Sciences; Wuxi Juri Resonance Heat Transfer Technology Co Ltd.

Платформа: SSRN.

DOI: 10.2139/ssrn.7383245

Вазъи нашр: Preprint-и 44-саҳифаӣ, ки 31 Августи 2026 дар SSRN нашр шудааст. PDF-и манбаъ ба таври равшан нишон медиҳад, ки он аз арзёбии тақризӣ нагузаштааст.

Иҷозатнома: Азбаски дар PDF-и баррасишуда ва сабти расмии SSRN ягон навъи тасдиқшудаи Creative Commons муайян нашуд, иҷозатномаи кушодаи истифодаи дубора фарз карда нашудааст. Матни Verianla тарҷума ё paraphrase-и наздики мақолаи манбаъ нест; он бо меъмории мустақили омӯзишӣ бар асоси далелҳои илмӣ, шароити таҷриба, формулаҳо ва натиҷаҳо омода шудааст. Шаклҳои манбаъ мустақим истифода нашудаанд.

Маблағгузорӣ: National Key R&D Program of China, рақами лоиҳа 2024YFF0506501.

Саҳмҳои муаллифон: Jiayuan Shi: методология, навиштани тарҳи аввал, баррасӣ/таҳрир ва куратсияи додаҳо; Dazhong Yuan: консептуализатсия, методология ва дарёфти маблағгузорӣ; Hao Zhong: захираҳо; Jianwei Zhang: назорат; Jiahong He: навиштан-баррасӣ/таҳрир; Jun Yao: назорат; Baorui Du: назорат; Xuefeng Ding: дарёфти маблағгузорӣ.

Маҳдудияти асосии методологӣ: Гарчанде модели пешгӯии беандоза дар шароити гармкунии аз поён самаранокии қавӣ нишон медиҳад, он қабатбандии гармӣ ва рукуди маҳаллии интиқоли массаро, ки ҳангоми ба боло кӯчидани мавқеи гармкунӣ ба вуҷуд меоянд, ба қадри кофӣ ифода карда наметавонад. Илова бар ин, азбаски номуайянии ҳисоби муқовимати эквивалентии гармӣ 23.2% гузориш шудааст, натиҷаҳои \(R_{eff}\), махсусан дар нишебиҳои мобайнӣ, бояд бо эҳтиёт тафсир шаванд.

Ёддошти таҳририи дохили манбаъ: Дар матни манбаъ байни тафсири шифоҳии параметри \(\eta\) дар ACI ва самти формула номувофиқии пурра ҳалнашуда мавҷуд аст. Илова бар ин, як қимати марбут ба вақти гармшавии мутобиқшаванда дар фосилаи 0°–40° дар PDF ба шакли якҷояшудаи “5001200 s” дида мешавад. Ин ду нуқта аз ҷониби Verianla бо тахмин ислоҳ нашудаанд.