انتقال گرما به سیال چگونه انجام می شود؟
انتقال گرما
تبخیر: انتقال حرارت در سیالات در حال جوش پیچیده‌است اما از اهمیت فنی قابل توجهی برخوردار است؛ و با استفاده از منحنی S مانند که وابستگی شار گرما به اختلاف دمای سطح را نشان می‌دهد مشخص می‌شود. در دماهای پایین، جوش اتفاق نمی‌افتد و میزان انتقال حرارت با مکانیزم‌های معمول تک حالتی کنترل می‌شود. هنگامی‌که دمای سطح افزایش می‌یابد، جوش محلی رخ می‌دهد و هستهٔ حباب‌های بخار به سیال خنک‌تر مجاور رشد می‌کنند و فرو می‌پاشند. در سرعت‌های بالای تولید حباب، حباب‌ها شروع به تداخل می‌کنند. سرمایش باد
گرما به صورت هدایتی، تشعشعی و جابجایی از سطوح جامد خارج می‌شود. نرخ انتقال حرارت جابجایی به دو عامل اختلاف دمایی با سیال محیط و نیز سرعت سیال محیط نسبت به سطح جامد بستگی دارد. در اثر فرآیند جایجایی سیاال در نزدیکی سطح جامد شروع به گرم شدن می‌کند و لایه از سیال گرمتر در کنار سطح جامد شکل می‌گیرد. وزش سیال در باعث به هم خوردن این لایه گرمتر کنار سطح خواهد شد و حابجایی الایه هوای گرم با هوای سردتز می‌شود. هر چه سرعت وزش باد زیاد تر شود این پروسه سریعتر انجام می ‌شود و دمای سوز پایین تر خواهد آمد.
همرفت
همرفت طبیعی، یا همرفت آزاد به دلیل اختلاف دما اتفاق می‌افتد که این اختلاف دما بر روی چگالی و در نتیجه شناوری نسبی یک سیال تأثیر می‌گذارد. قسمت‌های سنگین‌تر (چگال‌تر) به پایین رفته و قسمت‌های سبک‌تر به بالا حرکت خواهند کرد، که باعث حرکت توده‌ای مولکول‌ها خواهد شد. در نتیجه همرفت طبیعی فقط می‌تواند در یک میدان گرانشی اتفاق بیفتد. یکی از مثال‌های همرفت طبیعی بلند شدن دود از روی آتش است. همچنین بلند شدن بخار آب از روی دیگ غذا به دلیل کمتر بودن چگالی بخار آب نسبت به آب مایع مثالی دیگر از همرفت طبیعی است. سیال فوق بحرانی
سیستم در تعادل دارای دو فاز است. مایعی با چگالی بالا و گاز با چگالی پایین. با افزایش دمای بحرانی (تا ۳۰۰ کلوین) بر چگالی گاز افزوده و از چگالی مایع کاسته می‌شود. در وضعیت بحرانی (۳۰۴٫۱ کلوین و ۷٫۳۸ مگا پاسکال) هیچ تفاوتی در چگالی وجود ندارد و دو فاز مایع و گاز به یک فاز بدل گشته‌اند. از این رو، در دمای بالاتر از دمای بحرانی، گاز نمی‌تواند تحت تأثیر فشار مایع گردد. کمی بالاتر از دمای بحرانی (۳۱۰ کلوین)، در همسایگی فشار بحرانی، خط تقریباً افقی است. افزایش اندک در فشار باعث افزایش عظیمی در چگالی فاز فوق بحرانی ما دارد. در دماهای بالاتر، سیال شروع به رفتار به مانند گازها می‌کند. همانگونه که در شکل ۲ نمایان است، برای کربن دی‌اکسید در دمای ۴۰۰ کلوین، چگالی تقریباً به صورت خطی با فشار تغییر می‌کند. پدیده‌های انتقال
در انتقال مومنتوم(تکانه)، سیال به عنوان یک توزیع پیوسته ماده مورد مطالعه قرار میگیرد.  مطالعه انتقال مومنتوم و یا مکانیک سیالات را میتوان به دو شاخه تقسیم کرد: استاتیک سیالات (سیالات در حالت استراحت)، و دینامیک سیالات (سیالات در حال حرکت). هنگامی که سیال در جهت x به موازات سطح جامد جریان می یابد، سیال حرکت جهت دار x دارد و غلظت آن برابر است با "υ""ρ" . با انتشار تصادفی مولکولها ، مبادله مولکول ها در جهت z وجود دارد. پس مومنتم(تکانه) از راستای x به راستای z -یعنی از جهت سریع تر حرکت لایه به جهت کند تر آن-انتقال یافته است. معادله برای انتقال مومنتوم برابر با قانون ویسکوزیته است که به صورت زیر نوشته میشود: انتقال گرما
نوع دیگری از هم‌رفت، هم‌رفت اجباری است. در این مورد سیال با استفاده از جابه‌جایی، توربین یا وسایل مکانیکی دیگر برای جریان یافتن تحت اجبار قرار می‌گیرد. این روش انتقال حرارت ویژه سیالات است و در جامدات کاربردی ندارد؛ و بر خلاف روش رسانش، ماده برای انتقال حرارت جابه‌جا می‌شود. همواره عامل اصلی انتقال حرارت به روش هم‌رفت اختلاف چگالی بین دو نقطه از سیال است و آنچه که باعث اختلاف چگالی بین دو نقطه می‌شود اختلاف دما می‌باشد؛ در نتیجه جریانی از حرکت سیال بین دو نقطه ایجاد می‌شود که به آن جریان هم‌رفتی می‌گویند. پمپ حرارتی منبع هوا
هنگامی که گاز مبرد مایع در دمای پایین و فشار کم از طریق فضای بازِ کویل مبدل حرارتی عبور می‌کند، حرارت محیط باعث می‌شود که مایع به جوش آید. (تغییر به گاز یا بخار): انرژی گرمایی از هوای خارج، به عنوان گرمای نهان، در مبرد جذب و ذخیره می‌شود. سپس گاز با استفاده از یک پمپ الکتریکی فشرده می‌شود؛ فشرده سازی دمای گاز را افزایش می‌دهد. قضیه افت‌وخیز-هدررفت
تئوری اتلافات نوسانی بیان می‌کند که در پروسه‌ای که در آن انرژی اتلاف می‌شود٬ و به گرما تبدیل می‌شود (برای مثال٬ در اثر اصطکاک)٬ پروسه‌ای عکس این نیز صورت می‌گیرد که وابسته به نوسانات گرمایی می‌باشد. چند مثال مفهوم این تئوری را روشن‌تر می‌نماید: اگر جسمی در داخل سیالی حرکت کند٬ نیروی پسایی را تجربه خواهد نمود (مقاومت هوا یا مقاومت سیال). پسا انرژی جنبشی را مصرف کرده و آن را تبدیل به گرما می‌کند. نوسانات مرتبط با حرکت براونی می‌باشند. جسم در داخل سیال آرام نمی‌نشیند بلکه با حرکتی دائمی در اثر برخورد مولکول‌های سیال به حرکت با سرعت کم و جهت متفاوت ادامه می‌دهد. حرکت براونی انرژی گرمایی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند. اگر جریان الکتریسیته از حلقه‌ای که دارای مقاومت هست عبور نماید٬ جریان به سرعت به صفر میل خواهد نمود. مقاومت انرژی الکتریکی را مصروف کرده و آن را به گرما تبدیل می‌کند (گرمای ژول). نوسانات مرتبط نویز جوهانسون نام دارد.حلقه سیم با مقاومت هیچ گاه جریان صفر نخواهدشد٬ بلکه همواره دارای مقدار کوچکی نوسانات سریع جریان می‌باشد که ناشی از نوسانات گرمایی الکترون‌ها و اتم‌ها در داخل مقاومت می‌باشد. نویز جوهانسون انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند که عکس عمل مقاومت می‌باشد. هنگامی که نور به جسمی برخورد می‌کند بخشی از آن جذب جسم شده و جسم را گرم‌تر می‌کند. به این ترتیب٬ جذب نور باعث تبدیل انرژی نور به گرما می‌شود. نوسانات مرتبط در این مثال تشعشع گرمایی می‌باشد. تشعشع گرمایی گرما را به انرژی نور تبدیل می‌کند. به این ترتیب قانون کیریشهف تأیید می‌کند که هر چه جسمی نور را به طرز موثری جذب کند به همان میزان هم تشعشع گرمایی بیشتری خواهد داشت. سیال‌های برشی
سیال‌های برشی هستند که برای کاهش آثار حرارت در عملیات ماشین کاری طراحی می‌شوند. این مواد اثر محدودی بر میزان انرژی حرارتی تولید شده در برش دارند. در عوض، حرارت تولید شده را با خود می‌برند و بدین نحو دمای ابزار و قطعه کار را کاهش می‌دهند. این امر به افزایش عمر ابزار برش کمک می‌کند. ظرفیت یک سیال برش در کاهش دمای ماشین کاری به ویژگی‌های دمایی آن بستگی دارد. گرمای ویژه و رسانایی گرمایی مهم‌ترین ویژگی‌ها هستند. آب، گرمای ویژه و رسانایی گرمایی بالایی نسبت به سایر مایع‌ها دارد که به همین دلیل از آن به عنوان پایهٔ سیال‌های برش از نوع خنک‌کننده استفاده می‌شود. این ویژگی‌ها امکان می‌دهند خنک‌کننده حرارت را از عملیات بیرون برد و بدین نحو دمای ابزار برش را کاهش دهد. پمپ حرارتی منبع هوا
در داخل ساختمان، گاز از طریق یک شیر فشار به سیم پیچ‌های مبدل حرارتی، حرکت می‌کند. دراینجا، گاز مبرد داغ به مایع بازمیگردد و گرمای نهانِ ذخیره شده را به هوای محیط داخلی منتقل می‌کند، آب گرم یا سیستم آب گرم است. آب و هوا ی داخلی یا آب گرم، در سراسر مبدل حرارتی توسط یک پمپ الکتریکی یا فن پمپ می‌شود. مبرد مایع خنک، سپس برای شروع یک چرخه جدید دوباره وارد فضای باز کویل مبدل حرارتی می‌شود. اکثر پمپ‌های حرارتی نیز می‌توانند در یک حالت خنک‌کننده که مبرد سرد از طریق سیم پیچ داخلی وای اتاق را خنک می‌کند، نقل مکان کند. سیستم‌های گرمایی خورشیدی
در اغلب سیستم‌ها برای انتقال گرمای جذب شده توسط کلکتور به یک مادهٔ جاری یا سیال نیاز است که می‌تواند آب هوا روغن باشد. این سیال را عملگرد جاری گویند که در برخی از منابع فارسی از آن به عنوان سیال عامل نیز نام برده شده‌است. سیال عامل
سیال عامل در علومی چون مکانیک و ترمودینامیک به گاز یا مایع فشرده ای اطلاق می‌شود که موجب ایجاد کار مکانیکی در سامانه می شود. مانند بخار آب موتور بخار یا روغن در جک هیدرولیک یا گاز فشرده در جک پنوماتیک. مبدل حرارتی پوسته و لوله
پوسته مبدل حرارتی در واقع لوله ای است با طول مشخص که تیوب ها در آنجا داده می شود و خود نیز داری ورودی و خروجی بوده که معمولاً به صورت عرضی روی آن قرار دارد. بدین ترتیب دو سیال قرار گرفته در داخل مجموعه اختلاطی با هم ندارند و صرفا از طریق دیواره تیوب های فلزی (مس، آلومینیوم، استیل، تیتانیوم و …) تبادل حرارت میکنند. رسانش گرمایی
در رسانش، بر خلاف همرفت و تابش گرمایی، گرما از درون خود جسم شارش می‌یابد. در جامدات، انتقال انرژی بر پایهٔ مدل الکترون آزاد و رسانش بر اثر ترکیب لرزش‌های مولکول‌های ساختار بلوری یا فونون صورت می‌پذیرد. در گازها و مایعات، رسانش نتیجهٔ برخورد و پخش مولکولی مولکول‌هایِ در حال حرکت تصادفی است. فوتونها عموماً با هم برخورد ندارند و جابجایی گرما بر اثر تابش الکترومغناطیسی به عنوان نوعی از رسانش گرمایی محسوب نمی‌شود. در جامدات جداییدن انتقال به وسیلهٔ فوتون‌ها از انتقال به وسیلهٔ مادهٔ پاسخ‌پذیر ساده نیست، اما در مایع‌ها درک این تفاوت ساده‌تر است و در گازها معمولاً در نظر گرفته می‌شود. حرارت محسوس
حرارت محسوس یا گرمای محسوس، گرما یا انرژی حرارتی منتقل شده، میان سطح جسم یا یک سیستم ترمودینامیکی و هوای پیرامونش است، زمانی که با هم اختلاف دما داشته باشند. به این فاصله دما، گرادیان دمایی گفته می‌شود. گرادیان دمایی عمودی میان یک سطح و هوای بالای آن جریان دارد و ما می‌توانیم کاهش یا افزایش دمای هوا را حس کنیم. زمانی که گرمای جسم بیشتر از محیط اطرافش باشد انتقال حرارت اتفاق می‌افتد که می‌تواند از طریق هدایت، همرفت و تابش باشد. حرارت معمولاً به طریق هدایت و برخورد مولکول‌های هوا با سطح منتقل می‌شود، هم‌زمان همان‌طور که هوا گرم می‌شود به روش همرفت بالا می‌رود، بنابراین انتقال حرارت محسوس در دو مرحله انجام می‌گیرد. از آنجایی که هوا هادی گرمای خوبی نیست لذا همرفت بیشترین حرارت محسوس را منتقل می‌کند. انتقال مومنتوم
در این حالت عامل حرکت سیال نیروی وزن سیال می‌باشد: بستر سیال
بستر سیال () اصطلاحی در مهندسی شیمی و علوم وابسته است که به نوع خاصی از فرایندها گفته می‌شود که طی آن ذرات جامد جهت انجام فعل و انفعالات شیمیایی یا فیزیکی، در داخل جریانی از سیال تحت فشار به صورت سیال و معلق در آمده اند. کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر نمونه شناخته شده ای از این نوع فرایند ها هستند که در تولید بنزین کاربرد فراوان دارد. سامانه‌های صرفه‌جویی انرژی حرارتی
به‌طور کلی انتقال انرژی از منبع اتلاف انرژی به گیرنده این انرژی بدو صورت مستقیم و غیرمستقیم انجام م یشود. اگر ترکیب شیمیایی دو سیال یکسان بوده و اختلاط دو گاز امکان‌پذیر باشد. دو سیال سرد و گرم به‌طور مستقیم با هم در تماس بوده و انتقال انرژی صورت می‌پذیرد مانند خشک کن‌ها در سیستم‌های غیرمستقیم بازیافت انرژی از یک وسیله جهت انتقال انرژی از منبع تلف شده به گیرنده استفاده می‌شود. در این روش سیستم‌های زیر اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند: مبدل گرمایی
مبدل گرمایی یا مبدل حرارتی (غلط مصطلح از مبادله‌کننده حرارتی) دستگاهی است که برای انتقال حرارت مؤثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری استفاده می‌شود. از رایج‌ترین مبدل‌های حرارتی رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ است. سامانه HVAC
انتقال حرارت (Heat Transfer) کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر
یک دمنده هوا که بوسیله توربین بخار کار می‌کند و هوای لازم برای سوزاندن کک را تولید می‌کند. بخار آب خروجی از توربین بخار، وارد یک چگالنده سطحی می‌گردد. دو سری مکنده بخاری دو مرحله‌ای در کنار چگالنده سطحی قرار داردکه برای ایجاد و نگه داشتن خلاء، بخارات مایع نشده و احیاناً هوا را مکیده و در یک تشتک پرآب وارد می‌کند. بخارات مایع شده بوسیله پمپها تخلیه می‌شوند. برای جلوگیری از نشت هوا به درون توربین و کاهش خلاء، بخار آب به جعبه تحت فشار دو سر محور توربین تزریق می‌شود. هوا بوسیله دمنده هوا به احیاء کننده فرستاده می‌شود و در مسیر خود وارد گرم‌کننده هوا می‌شود و سپس وارد بالا برنده کاتالیست مصرف شده (Spent Catalyst) می‌شود. مخلوط کاتالیست مصرف شده و هوا از مسیر بالا برنده کاتالیست مصرف شده و از قسمت مخروطی شکل پائین احیاء کننده وارد آن می‌شود و بوسیله یک صفحه منحرف کننده پخش می‌شود و به سمت بالا جریان یافته و از صفحه مشبک می‌گذرد. سوخت کک روی سطح کاتالیست از آغاز مخلوط شدن آن با هوا، آغاز و در بستر سیال فشرده کامل می‌شود و درجه حرارت این بستر سیال حدود F ۱۱۰۰ می‌باشد. گازهای حاصل از سوختن کک در مسیر خروجی خود از احیاء کننده وارد ۸ دستگاه سیکلون دو مرحله‌ای می‌گردند کاتالیست همراه گازهای خروجی در این دستگاه‌ها بازیابی شده و بوسیله یک لوله بلند از انتهای سیکلون به بستر فشرده کاتالیست برگردانده می‌شوند. لوله بلند رابط بین بستر فشرده کاتالیست و انتهای سیکلون را Dip –Leg یا Dip –Pipe می‌نامند. بخار سردکننده به گازهای خروجی هر یک از سیکلون‌های مرحله اول تزریق می‌شود. تزریق بخار آب سردکننده برای کنترل درجه حرارت در ناحیه بالای احیاء کننده‌است و دمای آن F ۱۰۵۰ می‌باشد که حدودF۲۷–۲۵ از دمای بستر فشرده کاتالیست کمتر است. هدف از تزریق بخار آب سردکننده برای کاهش درجه حرارت در این ناحیه و جلوگیری از پدیده نامطلوب سوختن بعدی CO به CO۲ می‌باشد که اصطلاحاً به آن After burning می‌گویند. سوختن منواکسید کربن و تبدیل آن به دی اکسید کربن همراه با تولید مقداری حرارت می‌باشد. این فرایند در درجه حرارتهای بالا و در حضور اکسیژن هوای اضافی رخ می‌دهد. این پدیده در ناحیه خروجی سیکلون‌های مرحله اول بیشتر رخ می‌دهد. درجه حرارت گازهای خروجی از سیکلون مرحله اول به بعد بر اثر گرمای اضافی سوختن CO افزایش یافته و باعث می‌شود که شدت واکنش سوختن بیشتر شود و این پدیده منجر به افزایش شدید درجه حرارت می‌گردد و باعث می‌شود که سیستم‌های موجود در مسیر گازهای خروجی آسیب دیده و بعضی مواقع باعث سوراخ شدن سیکلون‌ها می‌گردد؛ بنابراین کنترل درجه حرارت در خروجی سیکلون‌های مرحله اول و نیز خروجی احیاء کننده امر اساسی و مهم می‌باشد. === پاشنده‌های آب احیا کننده === هر آب پاش شامل یک لوله داخلی با نازل مخصوص می‌باشد که از آن آب چگالیده عبور می‌کند. این لوله بوسیله لوله دومی احاطه شده است، که از آن بخار آب تزریق می‌شود تا آب مقطر تزریق شده از لوله داخلی را به‌صورت پودر درآورد. برای محافظت این مجموعه جریان بخار آب از پوسته بیرونی همواره جریان دارد. پاشنده‌های آب بمنظور خنک کردن سیستم در نظر گرفته شده‌است. === کنترل فشار احیاء کننده === فشار احیاء کننده بوسیله شیرهای لغزنده دو دیسکی که در مسیر خروجی گازها از دیگ بخار قرار دارند، کنترل و تنظیم می‌شود یک صفحه مشبک و سوراخ دار درست در سمت بالای شیرهای لغزنده دوگانه قرار دارد این صفحات سوراخ دار برای کاهش فشار می‌باشند. تغییرات کمی در فشار سیستم را می‌توان بوسیله شیر پروانه‌ای دودکش‌ها انجام داد. == بخش تفکیک (محصولات راکتور) == هدف از برج تفکیک خنک کردن محصولات بخاری شکل راکتور و تفکیک این بخارات به محصولات مورد نظر می‌باشد. محصولات تفکیک شده عبارتند از: تهویه بازیابی حرارتی
این یک جایگزین برای تبادلگر حرارتی زمین- هوا است. این تبادلگر مثل یک پمپ حرارتی ژئوترسال است که به صورت افقی در خاک قرار داده می‌شود یا می‌تواند به صورت یک پایپ یا سوند عمودی باشد که عمق آن مشابه با EAHX است. طول لوله تقریباً دو برابر 35mm است یعنی ۸۰ متر بیش از EAHX. سیم پیچ تبادلگر حرارتی قبل از ورودی هوای HRV قرار داده می‌شود. معمولاً از شور آب به عنوان سیال استفاده می‌شود که سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد و بازده آن بیشتر است. در آب و هوای گرم و حاره‌ای، یک پمپ بازگشتی حرارتی هوا- هوا، بسیار کوچک با یک تبخیرکننده در ورودی هوا قبل از تبادلگر حرارتی HRV قرار داده می‌شود و چگالنده دمای هوای خروجی را پایین می‌آورد. همرفت طبیعی
همان‌طور که اختلاف دما بین بالا و پایین سیال بیشتر می‌شود، اختلافات قابل توجهی در پارامترهای سیال غیر از چگالی ممکن است به دلیل دما در سیال ایجاد شود. مثالی از این پارامترها گرانروی است، که ممکن است به طور افقی در لایه‌های مایع تغییر کند. این امر تقارن سیستم را می‌شکند و به طور کلی الگوی سیال در حال حرکت به سمت بالا و پایین را از نوارها به شش ضلعی تغییر می‌دهد، همان‌طور که در سمت راست دیده می شود. چنین شش ضلعی‌ها یکی از نمونه‌های سلول همرفت است. همان‌طور که تعداد ریلی حتی بیش‌تر از مقدار جایی که سلول‌های همرفت برای اولین بار ظاهر می‌شوند افزایش می‌یابد، سیستم ممکن است دچار انشعابات دیگری شود و الگوهای پیچیده دیگری مانند مارپیچ نیز شروع به ظاهر شدن کند. نانو سیال
نانو سیالات که از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیالات معمولی حاصل می‌شوند، نسل جدیدی از سیالات با پتانسیل بسیار زیاد در کاردبرهای صنعتی هستند. اندازه ذرات مورد استفاده در نانو سیالات از ۱ نانومتر تا ۱۰۰ نانومتر می‌باشد. این ذرات از جنس ذرات فلزی همچون مس (Cu), نقره (Silver) و… و یااکسید فلزی همچون آلومینیوم اکسید (Al2O۳), اکسید مس (CuO) و… هستند. سیالات متداولی که در زمینه انتقال حرارت استفاده می‌شوند ضریب هدایت حرارتی پایینی دارند. ذرات نانو به دلیل بالا بودن ضریب هدایتی شان با توزیع در سیال پایه باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال که یکی از پارامترهای اساسی انتقال حرارت محسوب می‌شود، می‌گردند. انتقال رسوب
برای آغاز انتقال رسوب ساکن توسط سیال، تنش برشی بستر formula_1 ناشی از سیال باید به تنش برشی بحرانی formula_2 برسد. معیار اصلی برای آغاز حرکت به صورت زیر است: لوله گرمایی
سیال عامل: درون لوله حرارتی سیال عامل قرار دارد که قسمت اصلی دریافت، انتقال و دفع حرارتی یعنی عملیات تبخیر و تقطیر بر روی آن صورت می‌پذیرد و در واقع به عنوان واسطه اصلی حمل و نقل گرما، نقش ویژه‌ای در انتقال حرارت بر عهده دارد. اولین نکته در شناسایی یک سیال عامل مناسب، گستره دمای کاری بخار در لوله حرارتی است. ممکن است در یک بازه دمایی تقریبی چند سیال عامل وجود داشته باشد. سیال عامل می‌تواند نیتروژن یا هلیم برای دماهای پایین یا لیتیم، پتاسیم و سدیم و به‌طور کلی فلزات مایع برای دماهای بالا باشد. برای دماهای میانی سیال‌های عامل مختلفی مثل آب یا متانول می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد در موارد باید مشخصه‌های متفاوتی برای تعیین سیال‌های عامل قابل قبول مورد توجه قرار بگیرد. خواسته‌های اولیه از یک سیال عامل مناسب به صورت زیر می‌باشد: در طراحی لوله حرارتی، بالا بودن کشش سطحی بسیار مورد توجه است چون سبب می‌شود که لوله حرارتی بر خلاف میدان جاذبه عمل کند و یک نیروی محرکه موئینگی رو به بالا ایجاد شود. همچنین گرمای نهان تبخیر بالا به این علت مورد توجه قرار می‌گیرد که مقدار زیادی گرما را با مقدار کمی جریان سیال انتقال داده و از این رو موجب افت فشار کمی در لوله حرارتی می‌شود. پارامتری که به کمک آن سیال عامل با توجه به ویژگی‌های بالا انتخاب می‌شود را عدد مریت گویند سیکل رانکین آلی
انتخاب سیال عامل اهمیت کلیدی در سیکل رانکین دما پایین دارد. به علت دمای کم، ناکارآیی انتقال گرما بسیار مضر است. این ناکارآمدی به شدت به ویژگی‌های ترمودینامیکی مایع و شرایط کاری بستگی دارد. پدیده‌های انتقال
که در آن A سطح است ، :formula_5 نیروی محرکه دما ، Q جریان حرارتی در واحد زمان و h ضریب انتقال حرارت است. در انتقال گرما ، دو نوع همرفت می تواند رخ دهد: همرفت اجباری می تواند هم در جریان آرام و هم در تلاطم رخ دهد. در وضعیت جریان آرام در لوله های دایره ای ، از چندین عدد بدون بعد مانند عدد نوسلت ، عدد رینولدز و عدد پراندل استفاده می شود. معادله ای که معمولاً استفاده می شود به شرح زیر است: هیدرولیک
سامانه‌های هیدرولیک که یکی از ۲ زیرمجموعه کلی سامانه‌های انرژی سیالات هستند (گونه دیگر پنوماتیک است)، برای انتقال انرژی استفاده می‌شوند. مزیت هیدرولیک نسبت به روش‌های انتقال انرژی مکانیکی و الکتریکی، قابلیت افزایش نیرو در حین انتقال و تغییر سریع جهت حرکت است؛ از آنجا که در هیدرولیک انتقال انرژی با کمک یک سیال هیدرولیک انجام می‌شود و سیالات به طور کلی قابلیت شکل‌پذیری دارند و می‌توان آن‌ها را از مسیرهای دلخواه عبور داد. سردکن سیال موتور
سردکن سیال موتور دستگاهایی مکانیکی هستند که برای خنک کردن سیال (مایع یا هوا) استفاده شده و در چرخه‌های فرایندهای گرمایی به کار می‌روند. مانند مبدل حرارتی که برای ازبین بردن گرمای زاید در انواع فشرده ساز (کمپرسور)ها استفاد می‌شوند. همچنین این سامانه در انواع وسایلی چون فشرده ساز هوا، توربین گازی، تهویه مطبوع و یخدانها برای گرما زدایی سیال در گردش استفاده می‌شوند. سیال فوق بحرانی
گردش آب گرم در پوسته زمین هر گاه که سیال گرم بشود و شروع به تغییر حالت بکند، رخ می‌دهد. اینطور که پیداست، سیال‌ها به دلایل مختلفی به شرایط بحرانی در آن وضعیت می‌رسند. رسانش گرمایی
در انتقال گرما، رسانش، رسانش گرما یا رسانش گرمایی  حالتی از جابجایی انرژی درون یا بین بدنهٔ اجسام است که بر اثر گرادیان دما رخ می‌دهد. رسانش به معنای انتقال انرژی جنبشی ذرات مادهٔ پاسخ‌پذیر است. رسانش در همهٔ شکل‌های مادهٔ پاسخ‌پذیر صورت می‌گیرد، یعنی در جامدها، مایعها، گازها و پلاسماها. گرما خودبه‌خود تمایل دارد از جسمی با دمای بیشتر به جسمی با دمای کمتر شارش یابد. در نبود شارهای محرک، تغییرات دما در طول زمان به تعادل گرمایی میل است حفره‌زایی
هرگاه در سیستم هیدرودینامیکی (مانند پمپ‌ها، پروانه کشتی) افت فشار ایجاد شود به‌طوری که فشار سیال به فشار بخار نزدیک گردد، سیال در همان دما شروع به جوشش می‌کند که منجر به ایجاد حباب‌های بخار در سیال می‌شود. پدیده جوشش سیال در اثر افت فشار (نه افزایش دما) را کاویتاسیون می‌نامند. در تمامی سیستم‌های هیدرودینامیکی که سیال به سرعت بالا می‌رسد نظیر سرریز سد، می‌بایست پدیده کاویتاسون را مطالعه و بررسی کرد. انتقال گرما
انتقال جرم سیال فوق بحرانی
تغییر روغن سبزیجات زیست دیزل یک واکنش ترانس استریفیکاسیون می‌باشد. جاییکه تری گلیسیرید به متیل استر و گلیسیرین تبدیل می‌شود. این کار معمولاً با استفاده از متانول، مواد خورنده یا کاتالیزورهای اسید صورت می یپذیرد ولی می‌تواند از طریق متانول فوق بحرانی بدون استفاده از کاتالیزور هم صورت پذیرد. روش استفاده از متانول فوق بحرانی برای تولید زیست دیزل اولین بار بار توسط ساکا(Saka) و همکارانش مورد مطالعه قرار گرفت. این مسئله باعث می‌شود تا از آب داخل مواد غذایی استفاده کنیم و از روغن آن بهره‌مند شود. نیازی نیست محصول نهایی برای خارج کردن کاتالیست‌ها شسته شود. انتقال گرما
تعادل گرمایی زمانی به‌دست می‌آید که جسم‌های درگیر و پیرامونشان به دمایی یکسان برسند. مبدل‌های هوا خنک
مبدل‌های هوا خنک یا کولرهای هوایی، مبادله کننده‏‏ های حرارتی هستند که در آن‌ها سیال فرآیندی با جریان هوا خنک می‌شود. در این مبدل‌ها بخارات گرم درون مجموعه‌ای از لوله‌ها که به صورت افقی کنار هم قرار گرفته‌اند توزیع می‌شود. جداره خارجی لوله‌ها به پره مجهز شده‌است تا سطح انتقال حرارت بین سیال داخل لوله‌ها با هوای خنک افزایش یابد . مهندسی مکانیک
هدف دیگر مهندسان مکانیک، تحلیل تاثیر نیرو بر حالت های غیر جامد مواد یا سیالات است. به علمی که به تحلیل سینماتیکی و دینامیکی جریان های سیال می پردازد، مکانیک سیالات می گویند. مکانیک سیالات کاربردهای بسیاری دارد. از سیستم های میکروبیولوژی در بدن انسان (خون خود یک سیال است و قلب به مانند یک پمپ عمل می کند.) تا نیروی پیشرانش فضاپیماها به این علم مرتبط می شود. هدف مهندسان مکانیک از تحلیل سیالات این است که بتوانند جریان های داخلی (مانند جریان در لوله های انتقال آب، جریان خون در رگ ها)، جریان های خارجی، (مانند جریان هوا در هواپیما که باعث تعادل آن می شود)، جریان های پتانسیل (مانند جریان هوای مکیده شده توسط جارو برقی)، جریان کانال باز (مانند جریان سیال در رودخانه ها و کانال های انتقال آب)، جریان مافوق صوت (مانند جریان سیال در هواپیماهای مافوق صوت) سیال در حالت ایستا (مانند جریان سیال پشت سدها) و در نهایت ماشین های آبی یا توربوماشین ها (پمپ ها، توربین ها، کمپرسورها و فن ها) را تحلیل کنند. ترمودینامیک سیالات
ترمودینامیک سیالات شاخه ای از علم ترمودینامیک و دینامیک سیالات است که در مورد خواص ترمودینامیکی سیال در حال حرکت بررسی می شود.این علم در زبان انگلیسی با دو لغت ترمو به معنی گرما و فلوید به معنی سیال شناخته می شود.مباحثی چون انتقال حرارت،احتراق ،دینامیک سیالات و ترمودینامیک در مطالعات مربوط به این علم کاربرد دارد. نیروگاه سوخت فسیلی
بویلر در واقع محل سوختن سوخت و تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی گرمایی است. زغال‌سنگ پودر شده به وسیله فشار باد از چهار طرف به داخل بویلر وارد می‌شود و به سرعت می‌سوزد و یک کره آتشین در مرکز بویلر ایجاد می‌کند. تشعشع گرمایی که از کره آتشین متصاعد می‌شود به بدنه بویلر رسیده و آبی که داخل لوله‌ها جریان دارد را به شدت گرم می‌کند. میزان گردش آب در لوله‌ها حداکثر سه یا چهار بار است که این گردش معمولاً به وسیله فشار یک پمپ صورت می‌گیرد. درحالی که آب در لوله‌ها در حال گردش است حرارت را جذب می‌کند و در دما ۳۷۰ درجه و فشار ۱/۲۲ پاسگال به بخار تبدیل می‌شود و در بالای کوره از آب جدا می‌شود. در این مرحله بخار وارد سوپرهیتر شده و دمای آن تا ۵۴۰ درجه افزایش می‌یابد و به بخار خشک تبدیل می‌شود. انرژی گرمایی
در این طریق، انتقال گرما در یک جسم به وسیله ذرات ریز تشکیل دهنده ان جسم صورت می‌گیرد. مثلاً اگر انتهای یک میله فلزی داغ شود انتهای دیگر ان نیز خیلی زود نیز داغ می‌شود. کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر
۱- وقتی که به توده کاتالیست جریان کمی از گاز یا بخار آب یا هوا تزریق گردد و یا موقعی که توده‌ای از کاتالیست در مسیر جریان گازی با سرعت کم، قرار گیرد، توده کاتالیست به حالت سیال (Fluidize) و روان در می‌آید و از بسیاری جهات مانند یک مایع عمل می‌کند، یعنی کاتالیست سیال شده در لوله‌ها فشار را منتقل نموده و باعث افزایش فشار استاتیکی و جریان در لوله‌ها می‌گردد. نام فرایند FCC از همین خاصیت کاتالیست گرفته شده‌است. گرما
گرما، انتقال انرژی از یک جسم یا از یک سیستم ترمودینامیکی به دیگری است. در هنگامی که دو سامانه در دو دمای متفاوت باشند. این انرژی در اثر تماس حرارتی منتقل می‌شود. وقتی دو جسم با دماهای مختلف را در تماس بایکدیگر قرار گیرند، دمای جسم گرم پایین و دمای جسم سرد بالا می‌رود. این فرایند آنقدر ادامه پیدا می‌کند تا دمای دو جسم یکسان شود. این دما را دمای تعادل دو جسم می‌گویند. سامانه HVAC
دیگ جزئی از سامانه است که حرارت را به هوا یا مایع واسط برای سوزاندن سوخت (گاز طبیعی، نفت، پروپان، بوتان یا دیگر مواد قابل اشتعال) در یک مبدل حرارتی انتقال می‌دهد. مبدل حرارتی کوره گازی مسئول انتقال حرارت از درون کوره به دورن هوای بیرون کوره است. سپس سامانه داکت این هوای تبدیل شده را به تمامی اتاق‌ها در ساختمان یا فضا انتقال می‌دهد. انتقال گرما
چگالش: چگالش هنگامی‌که بخار سرد می‌شود و فاز آن به حالت مایع تغییر می‌کند، اتفاق می‌افتد. چگالش مانند جوش، از اهمیت زیادی در صنعت برخوردار است. در حین تراکم، گرمای نهان تبخیر باید آزاد شود و مقدار گرما همان است که در طی تبخیر در همان فشار سیال جذب می‌شود. لوله گرمایی حلقوی
جریان حرارتی به دیواره خارجی اواپراتور برخورد نموده و از طریق هدایت (Conduction) به یک ساختار فتیله ای متخلخل که تر می‌باشد انتقال می‌یابد که این ساختار در دیواره داخلی اواپراتور قرار دارد. بخش اصلی این جریان حرارتی در فرایند تبخیر در سطح فتیله متخلخل باقی مانده و بخش دیگر آن به روش هدایت و جابجایی (Conducto-Convection) از طریق فتیله متخلخل به مخزن ذخیره (Reservoir) منتقل می‌گردد. وجود نیروی محرکه مویین (لوله مویین) و گرمای نهان تبخیر در اواپراتور و گرمای نهان میعان در کندانسور، از دلایل برقراری جریان حرارتی میان تبخیر کننده و کندانسور می‌باشد. لوله گرمایی حلقوی به علت بالانس حرارت خالص در مخزن ذخیره به‌طور خودکار از نظر حرارتی تنظیم می‌گردد. جریان حرارتی که به روش هدایت و جابجایی از طریق ساختار فتیله ای متخلخل به مخزن ذخیره انتقال یافته با مقدار معینی از مایع مادون سرد که به این مخزن می‌آید، جبران می‌شود که این وابسته به دمای عملکرد LHP می‌باشد. فرایند تبخیر در سطح فتیله متخلخل در تماس با کانال اواپراتور یک قوس (Menisci) مایع/بخار در فتیله ایجاد می‌کند. این قوس یک نیروی موئین ایجاد می‌کند که باعث ایجاد جریان مایع از طریق فتیله متخلخل و از مخزن ذخیره تا اواپراتور بدون نیاز به پمپ می‌گردد. در اینجا حلقه جریان تکمیل می‌گردد. تشویه (متالورژی)
تشویه به فرایند حرارت دادن فلز حاوی سولفید در مجاورت اکسیژن هوا گفته می‌شود. در پی این فرایند سولفیدهای موجود در فلز دچار اکسایش جزئی شده و تشکیل SO2 (دی‌اکسید گوگرد) می‌دهد. واکنش تشویه در دما ۵۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد و در کوره‌های اجاقی با بستر سیال انجام می‌شود. پدیده‌های انتقال
پدیده‌های انتقال بصورت فراگیر در تمامی اصول مهندسی وجود دارند. برخی از رایج‌ترین مثال‌های تحلیل انتقال در مهندسی در زمینه‌های فراوری، شیمیایی، زیستی و مکانیک مهندسی مشاهده می‌شوند ولی این موضوع یکی از اجزای اصلی طرح درس در تمامی اصولی که به هر نحوی با مکانیک سیالات ، انتقال حرارت، و انتقال جرم مربوط می‌باشند است. اکنون آن را همانند ترمودینامیک مکانیک و الکترومغناطیس بعنوان قسمتی از اصول مهندسی درنظر می‌گیرند. سیال فوق بحرانی
همه سیالات فوق بحرانی نسبت به یک دیگر قابلیت امتزاج دارند. پس می‌توان یک محلول دو فازی را با رسیدن به دمای فوق بحرانی به یک محلول تک فازی تبدیل کرد. دمای بحرانی محلول جدید را نیز می‌توان را با میانگین حسابی گرفتن از دما و فشار بحرانی دو جز تخمین زد. با استفاده از معادلات حالت، چون پنگ رابینسون (Peng Robinson) یا روش مشارکت گروهی (group contribution) می‌توان دمای بحرانی یا دیگر ویژگی‌ها همچون چگالی را با دقت بالا به دست آورد. جریان چگال
اختلاف چگالی موجود بین دو سیال که عامل اصلی ایجاد این گونه جریان‌ها می‌باشند، و اندازهٔ نیرویی که باعث حرکت جریان می‌شود و به تناسب آن سرعت جریان مستقیماً به گرادیان چگالی وابسته‌است. این اختلااف چگالی می‌تواند بر اثر عوامل مختلفی همچون مواد نامحلول، تفاوت دما یا ذرات معلق موجود در سیال باشد. نمونه‌های زیادی از این جریان‌ها در طبیعت مشاهده می‌شود که به عنوان مثال می‌توان به نسیم‌های دریایی اشاره کرد که بر اثر حرکت هوای مرطوب و خنک دریا بر روی زمین ایجاد می‌شود. طوفان ‌های همراه با رعد وبرق، توفان‌های شن در بیابان‌ها، ایجاد و سقوط بهمن در کوه‌ها، حرکت گدازه‌های خروجی از آتش فشان و جریان‌های جت مانند خروجی از سطوح گرم مثال‌های دیگری از این گونه جریان‌ها می‌باشند. پدیده‌های انتقال
نمونه‌های برجسته شامل قانون رسانایی حرارتی فوریه و معادلات ناویر-استوکس هستند که به ترتیب پاسخ شار حرارتی به گرادیان دمایی و رابطه بین شار سیالات و نیروهای اعمالی به سیال را توضیح می‌دهند. این معادلات همچین ارتباط عمیق بین پدیده‌های انتقال و ترمودینامیک را اثبات می‌کنند، رابطه‌هایی که نشان می‌دهند چرا پدیده‌های انتقال برگشت‌ناپذیر هستند. مبدل حرارتی صفحه‌ای
مبدل حرارتی صفحه‌ای نوعی مبدل حرارتی است.این مبدل حرارتی با استفاده از تعداد زیادی صفحات فلزی نازک،موجب تبادل حرارت بالا بین سیال گرم و سرد می‌شود.اساس عملکرد این نوع مبدل به این شکل است که از دو جهت مخالف سیال سرد و گرم وارد مبدل می‌شوند.سیالات وارد شده به صورت یکی در میان بین صفحات فلزی جریان می‌یابند و با یکدیگر تبادل گرما می‌کنند.از مزایای ویژه‌ای مبدل عبارت است از: نظریه کالریک
نظریهٔ کالریک نظریه منسوخی در مورد گرما می باشد. بر اساس این نظریه گرما سیالی است که از مواد گرم به مواد سرد انتقال می یابد. دانشمندان از حدود سه قرن پیش، مطالعه درباره گرما را آغاز کردند. در آن زمان، مردم معتقد بودند که گرما یک مادهٔ نامرئی است. اعتقاد بر آن بود که وقتی یک مادهٔ گرم در کنار یک مادهٔ سرد قرار گیرد، ماده‌ای نامرئی به نام کالریک از مادهٔ گرم خارج می‌شود و به مادهٔ سرد منتقل می‌شود. به همین دلیل، مادهٔ گرم سرد و مادهٔ سرد گرم می‌شود . رکوپراتور
فرایند انتقال حرارت از طریق مبادله میان جریان‌های هوا به طور معمول در بازه‌ای رخ می‌دهد که سیال تغییر فاز نداده و گرماهای انتقال یافته صرفاً بر اثر تفاوت دمایی میان دو سیال یا گرماهای محسوس خواهند بود و همچنین در چنین فرایندهایی میزان رطوبت موجود در هوا تغییر نمی‌کند؛ ولی چنان‌چه رطوبت نسبی هوای برگشتی به اندازه‌ای بالا باشد که باعث وقوع چگالش درون دستگاه شود، فرایند دربردارنده لایه‌ای از آب در انتهای دستگاه خواهد شد که دارای گرمای نهان تبخیر است. با وجود این شرایط، بخشی از لایه مایع جاری شده درون دستگاه در اثر تماس با هوا تبخیر شده و در نتیجه باعث بهبود فرایند انتقال حرارت، بالا رفتن دمای هوای ورودی به محفظه احتراق و نهایتاً افزایش بهره‌وری می‌گردد. در چنین حالتی تبادل انرژی درون دستگاه شامل تبادل محسوس و نهان می‌شود؛ یعنی علاوه بر اینکه اختلاف دما میان هوای تازه ورودی و هوای برگشتی از رکوپراتور وجود دارد، حرارت از طریق تبخیر آب نیز به هوا منتقل می‌شود و هوای خروجی، هوایی گرم‌تر و مرطوب‌تر نسبت به حالت پیشین خواهد بود. عدد رایلی
عدد رایلی یک عدد بدون بعد می‌باشد که در دینامیک سیالات نشان دهندهٔ نسبت نیروی شناوری به پخش گرما می‌باشد. این عدد در انتقال گرمای جابجایی طبیعی کاربرد دارد. همچنین عدد رایلی از ضرب عدد گراشوف که نشان دهنده ارتباط بین نیروی شناوری و ویسکوزیته است و عدد پرنتل که نشان دهندهٔ ارتباط نفوذ اندازه حرکت (ویسکوزیته سینماتیک) به نفوذ گرمایی است، حاصل می‌شود. این عدد به افتخار فیزیک‌دان انگلیسی جان ویلیام استرات، سومین بارون ریلی نام گذاری شده‌است. فرایند هم‌آنتالپی
فرایند اثر ژول-تامسون، نمونهٔ خوبی از فرایند هم‌آنتالپی است. جابجایی یک دریچهٔ آزاد در یک دستگاه فشار را در نظر بگیرید آنتالپی مخصوص سیال داخل دستگاه فشار با آنتالپی مخصوص سیال زمانی که از دریچه فرار می‌کند برابر است. با دانستن آنتالپی مخصوص سیال و فشار خارج از دستگاه فشار، می‌توان دما و سرعت سیال خروجی (فرار کرده) را پیدا کرد. در یک فرایند هم‌آنتالپی: فرایند هم‌آنتالپی در یک گاز کامل، هم‌دما خواهد بود زیرا: formula_1 دینامیک سیالات محاسباتی
دینامیک سیالات محاسباتی به صورت گسترده در زمینه‌های مختلف صنعتی مرتبط با سیالات، انتقال حرارت و انتقال مواد به کمک سیال بکار گرفته می‌شود. از جمله این موارد می‌توان به صنایع خودروسازی، صنایع دریایی، صنایع هوافضا، توربوماشین‌ها، صنایع هسته‌ای، صنایع نظامی، صنایع نفت و گاز و انرژی و بسیاری موارد گسترده صنعتی دیگر اشاره نمود که دانش دینامیک سیالات محاسباتی به عنوان گره گشای مسائل صنعتی مرتبط تبدیل شده‌است. فشار بخار اشباع
زمانی که سیال در یک محفظه سربسته قرار داده می‌شود، فشار جزئی سیال در لحظات اولیه بالای مایع (قسمت خالی محفظه) تقریباً برابر با صفر است. دلیل این موضوع این است که هنوز هیچ مولکول اضافی در فاز بخار مجود نیست. در این حالت، تعدای از مولکول‌ها در سطح این مایع حضور دارند که دارای انرژی جنبشی کافی برای فرار از سطح و تبدیل شدن به بخار هستند. بنابراین فشار نسبی قسمت خالی محفظه آرام آرام افزایش می‌یابد. تحت این شرایط و به محض اینکه بخار تشکیل شود، بخشی از مولکول‌هایی که در فاز بخار هستند، با سطح مایع برخورد می‌کنند و دوباره به فاز مایع باز می‌گردند. این فرایند تحت عنوان میعان شناخته می‌شود. به فشار قسمت خالی محفظه در این حالت، فشار بخار اشباع گفته می‌شود. پمپ الکترومغناطیس
این قاعده در پمپ اکترو مغناطیس به کار می رود. جریان از یک سیال رسانا عبور می کند، دو آهنربای دائمی همانند شکل میدان مغناطیسی بیرونی را تولید می کنند، جریان عبوری دارای چگالی جریان(J) و میدان مغناطیسی ناشی از آن میدان مغناطیسی واکنشی brc نامیده می شود. دو میدان مغناطیسی Bap و brc تلاش می کنند با هم همراستا شوند و این حرکت مکانیکی سیال را ایجاد می کند. مبدل گرمایی
در کوره با توجه به نوع منبع گرمایشی مکانیسم انتقال حرارت به صورت جابه‌جایی (Convection) و تشعشعی (Radiation) توأم است، حال آنکه مکانیسم انتقال حرارت در مبدل حرارتی فقط جابه‌جایی (Convection) است.مبدل‌های حرارتی را می‌توان از جنبه‌های مختلف دسته‌بندی کرد: پدیده‌های انتقال
معادلات انتقال مولکولی قانون نیوتن برای حرکت سیال، قانون فوریه برای گرما و قانون فیک برای جرم بسیار شبیه یکدیگر هستند. به منظور مقایسه هر سه پدیده مختلف انتقال، می‌توان از یک تبدیل ضریب انتقال به ضریب دیگر استفاده کرد. انرژی گرمایی
گونه‌ای از انتقال گرما توسط حرکت واقعی ماده گرم شونده است. وقتی هوای بالای یک رادیاتور گرم می‌شود در نتیجه انبساط به طرف سقف صعود می‌کند. این حرکت به کمک نوری که از پنجره وترد اتاق شده و از هوای گرم در حال صعود عبور می‌کند آشکار می‌شود. همچنین اگر تصاویری را درباند یک فرودگاه در نطر بگیریم به علت هوای گرم قسمت فوقانی، این تصاویر شکسته به نظر می‌رسند. به همین ترتیب، وقی اب یا هر مایع دیگری گرم می‌شود، مایع گرم قسمت زیر به سوی بالا آمده مایع سرد جای ان را می‌گیرد. عمل همرفت در گازها بهتر از مایعات و در مایعات بهتر از جامدات در نظر می‌گیرد. در حقیقت، همرفت یا برخاستن هوای گرم و فروکش کردن هوای سرد یکی لز اعمال مهم و اساسی انتقال گرما در اتمسفر است. انتقال گرما
که در آن formula_4دمای سطح در حال تماس با سیال، formula_5دمای سیال، A مساحت سطح، و h ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی است. این ضریب برای جابه‌جایی اجباری (نیرویی) بیشتر از آزاد (طبیعی) است سیال‌های برشی
سیال برش هر مایع یا گازی است که به‌طور مستقیم در عملیات ماشین کاری به کار می‌رود تا عملکرد برش را بهبود بخشد. سیال‌های برش دو مشکل عمده را حل می‌کنند: (۱) وجود گرما در منطقهٔ برش و منطقهٔ اصطکاک، (۲) اصطکاک در سطوح تماس ابزار - براده و ابزار – کار. علاوه بر رفع حرارت و کاهش اصطکاک، سیال‌های برش منافع دیگری نیز دارند همچون شستن و بردن براده‌ها (به خصوص در سنگ زنی و فرزکاری)، کاهش دمای قطعه کار برای جابه‌جا کردن راحت تر، کاهش نیروهای برش و توان مورد نیاز، بهبود ثبات ابعادی قطعه کار و بهبود پرداخت سطح. تهویه مطبوع
در این سیستم سیال ناقل حرارت و برودت آب می‌باشد. آب در موتور خانه در دستگاه‌های حرارتی مانند دیگ بخار یا دیگ آبگرم، گرم می‌شوند و برای گرمایش ساختمان در فصول سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای فصول گرم مثل تابستان در موتورخانه از چیلر یا آبسرد کن برای تهیه آب سرد استفاده می‌شود و برای سرمایش ساختمان از این آب سرد استفاده می‌گردد. دینامیک سیالات محاسباتی
در این روش با تبدیل معادلات دیفرانسیل پاره‌ای حاکم بر سیالات به معادلات جبری امکان حل عددی این معادلات فراهم می‌شود. با تقسیم ناحیه مورد نظر برای تحلیل به المان‌های کوچک‌تر و اعمال شرایط مرزی برای گره‌های مرزی با اعمال تقریب‌هایی یک دستگاه معادلات خطی بدست می‌آید که با حل این دستگاه معادلات جبری، میدان سرعت، فشار و دما در ناحیة مورد نظر بدست می‌آید. با استفاده از نتایج بدست آمده از حل معادلات می‌توان برآیند نیروهای وارد بر سطوح، ضرایب برا و پسا و ضریب انتقال حرارت را محاسبه نمود. در دینامیک سیالات محاسباتی از روش‌ها و الگوریتمهای مختلفی جهت رسیدن به جواب بهره می‌برند، ولی در تمامی موارد، دامنه مسئله را به تعداد زیادی اجزاء کوچک تقسیم می‌کنند و برای هر یک از این اجزاء مسئله را حل می‌کنند. پس از رسم یک ۱۰۰ ضلعی منتظم مشاهده خواهیم نمود که شکل حاصل مشابه دایره است. با افزایش تعداد اضلاع این شباهت بیشتر خواهد شد. در حقیقت این پدیده در مبحث سی‌اِف‌دی نیز مفهوم خواهد داشت. لوله گرمایی
لوله گرمایی یا لوله حرارتی وسیله‌ای برای انتقال حرارت است که بر مبنای اصول هدایت حرارتی و تغییرات فازی سیالات طراحی شده‌است و انتقال حرارت بین دو منطقه سرد و گرم را به بهترین و مهندسی‌شده‌ترین شکل با بیشترین بهره‌وری ممکن می‌سازد. لولهٔ حرارتی وسیله‌ای است که می‌تواند مقادیر بزرگی از گرما را با اختلاف دمای اندک به سرعت میان منبع گرم و منبع سرد انتقال دهد. شاید به همین جهت از لولهٔ حرارتی به عنوان ابررسانا یاد می‌شود. بازدهی بالای آن‌ها در انتقال حرارت برجسته است، به‌طوری‌که یک لولهٔ حرارتی با جدارهٔ مسی از لولهٔ تو پر مسی با همان ابعاد بسیار پر بازده تر است. رآکتور شیمیایی
انتقال حرارت فرایند چه از نظر عملیاتی و چه از نظر ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. عمده واکنش‌های شیمیایی یا گرماده هستند یا گرماگیر. در نتیجه در حین انجام واکنش ممکن است محتویات درون رآکتور گرم شده یا سرد شوند. بالا رفتن بیش از حد دما در رآکتور می‌تواند موجب اختلال در عملکرد رآکتور و تجهیزات کنترلی آن شود و از همه مهمتر، ریسک خطر انفجار و نشت مواد را بالا می‌برد. همچنین در صورتی که واکنش گرماگیر باشد، با پیشرفت واکنش محتوایات رآکتور سردتر می‌شود و ممکن است موجب کندی سرعت واکنش یا انجماد در رآکتور و تجهیزات آن شود. در نتیجه می‌بایست در رآکتورها، همواره دما را در حد مناسب و ایمن نگه داشت. برای این منظور از مبدل‌ها و تجهیزات انتقال حرارت استفاده می‌شود. یکی از متداول‌ترین روش‌ها برای کنترل دمای رآکتورها استفاده از جاکت یا کویل‌های تبادل حرارت است. در جاکت‌ها، یک لایه از سیال با دمای بالاتر یا پایین‌تر برای تنظیم دما، در اطراف رآکتور و بدون تماس جرمی با محتویات رآکتور، مرتباً در چرخش است. در روش کویل نیز لوله‌هایی که حاوی سیال سردتر یا گرم تر است به صورت مارپیچ یا اشکال دیگر در اطراف رآکتور قرار داده می‌شود تا تبادل حرارت با رآکتور انجام شود. انتقال مومنتوم
طبیعت جریان سیال با موازنه مومنتوم در یک حجم معیار صورت می‌گیرد. در این محاسبات دو نوع انتقال مومنتوم را در نظر می‌گیریم: ۱- انتقال مومنتوم ویسکوزی ۲- انتقال مومنتوم جابه‌جایی توان سیال
توان سیال اصطلاحاً به استفاده از یک سیال –مایع یا گاز– برای انتقال توان از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر گفته می‌شود. اساس هیدرولیک، استفاده از این یک روغن هیدرولیک (مایع) و اساس پنوماتیک استفاده از یک گاز برای این کار است. دما
تغییر دمای یک جسم یا یک محیط مادی با فرایند تبدیل انرژی انجام می‌شود. برای نمونه، اتلاف انرژی مکانیکی در اثر اصطکاک منجر به افزایش دما می‌شود. از سوی دیگر، سرد کردن گازها با انبساط گاز (که انرژی گرمایی به کار تبدیل می‌شود) انجام می‌شود. نیروگاه حرارتی
تا زمانی که آب داخل بویلر قرار دارد عملیات مربوط به اضافه کردن گرمای بخار به آن صورت می‌گیرد. بویلر با استفاده از واکنش شیمیایی ناشی از سوختن سوخت‌ها، گرمایی تولیدی را به آب انتقال می‌دهد. آب قبل از وارد شدن به بویلر باید از قسمتی که به آن گرم‌کن مقدماتی می‌گویند بگذرد تا به این ترتیب بهره‌وری بویلر بالا رود. سیال الکترورئولوژیک
سیالات الکترو-رئولوژیک (به انگلیسی: ) یا به‌طور خلاصه سیالات ER، دسته ای از سیالات هوشمند می‌باشند. این سیالات سوسپانسیون‌هایی هستند که جزء پخش شونده آن‌ها ذراتی نارسانا اما دارای فعالیت الکتریکی (قابلیت پاسخ به میدان الکتریکی) و جزء پخش‌کننده آنان یک سیال نارسانا است. گرانروی این سیالات به میدان الکتریکی که در آن قرار دارند بستگی دارد. برای مثال یک سیال الکترو-رئولوژیک معمولی می‌تواند در عرض چند میلی ثانیه بر اثر تغییر میدان الکتریکی از غلظت ژل به غلظت مایع برسد. این ویژگی به اسم اثر وینزلو هم شناخته می‌شود. ویلز وینزلو، مخترع آمریکایی است که این ویژگی را در ۱۹۴۷ ثبت کرد و در ۱۹۴۹ مقاله ای پیرامون این سیالات نوشت. پدیده‌های انتقال
(در زیر تعاریف این فرمولها آورده شده‌است). در سیستمهای سیال که از نظر دما ، چگالی ماده و فشار شرح داده میشوند ، مشخص است که اختلاف دما منجر به جریان گرما از قسمتهای گرم تر به قسمتهای سردتر سیستم می شود ؛ به همین ترتیب ، تفاوتهای فشار منجر به جریان ماده از فشار بالا به مناطق کم فشار است (رابطه متقابل). چیزی که قابل توجه است این است که وقتی فشار و دما هر دو تغییر میکنند ، اختلاف دما در فشارثابت میتواند باعث جریان ماده شود(مانند همرفت) و اختلاف فشار در دمای ثابت میتواند باعث جریان گرما شود.  به طور شگفت آوری جریان گرما به ازای هر واحد اختلاف فشار و چگالی (ماده) به ازای هر واحد از اختلاف دما برابر است. این تساوی توسط lars onsager با استفاده از مکانیک آماری به عنوان نتیجه برگشت پذیری زمانی از پویایی میکروسکوپی برخوردار بود. نظریه توسعه یافته توسط onsager بسیار عمومی تر از این مثال است و قادر به حل بیش از دو نیروی ترمودینامیک است. همرفت طبیعی
هنگامی که گرما از یک جهت (معمولاً در زیر) به سیستم وارد می‌شود، در مقادیر کم، صرفاً از پایین به سمت بالا پخش می‌شود(هدایت می‌شود)، بدون این‌که جریان سیال ایجاد شود. با افزایش جریان گرما‌، بالاتر از مقدار حیاتی عدد ریلی، سیستم از حالت رسانای پایدار به حالت همرفت، جایی که حرکت عمده مایعات در اثر گرما آغاز می‌شود، دچار انشعاب می‌شود. اگر پارامترهای سیال غیر از چگالی به میزان قابل توجهی به دما وابسته نباشند، پروفیل جریان متقارن است و همان حجم سیال سقوط افزایش می‌یابد. این به همرفت Boussinesq معروف است. کوره ریتورت
بعد از اینکه ریتورت پر از بریکت شد یک مخروط ناقص فولادی در سمتی که آب وارد می‌شود و می‌چرخد، قرار می‌دهد که به آن به کرون منیزیم یا ظرف منیزیم یا و درب مجموعه را می‌بندند. حدود ۲۰۰ کیلوگرم داخل ریتورت بریکت می‌گذارند و دما بالا می‌رود. در دما حدود ۲۰۰۰ درجه طبق نمودار الینگهام ، سیلیس با اکسید منیزیم واکنش می‌دهد. حال برای اینکه واکنش به سمت راست هدایت و در دما بین ۱۲۰۰–۱۴۰۰ درجه انجام شود باید خلأ مناسب ایجاد شود. اگر خلأ به خوبی صورت گیرد (تحت خلأ داخلی در حدود ۱۰ پاسکال رخ می‌دهد) و بتواند خیلی فشار گاز را پایین بیاورد، می‌توان واکنش را به سمت راست هدایت کند. (2MgO.CaO(s)+Si(Fe)(s) →2Mg(g) +CaO.SiO_2(s) +Fe(s الکترواستاتیک
وقتی دو جسم مختلف با هم تماس یافته و از هم جدا شوند، ممکن است تجمعی از بارهای الکتریکی رخ دهد که سبب می‌شود یکی از مواد دارای بار مثبت و دیگری دارای بار منفی شود. شوک الکتریکی خفیفی‌که پس از لمس یک جسم دارای اتصال به زمین، در حال راه رفتن روی فرش، به انسان وارد می‌شود نمونه‌ای است از بار الکتریکی اضافی که بر اثر اصطکاک بین کفش انسان و فرش به بدن انسان منتقل می‌شود. انتقال بار به بدن ممکن است سبب تخلیهٔ الکتریکی شدیدی شود. اگرچه آزمایش الکتریسیتهٔ ساکن ممکن است جالب باشد، در صنایعی که با مواد قابل اشتعال سر و کار دارند، جرقه ممکن است سبب خطراتی جدی شود. در چنین صنایعی، یک جرقهٔ الکتریکی‌ کوچک می‌تواند سبب اشتعال مخلوط‌های قابل انفجار شده و نتایج مخربی به بار آورد. در سیالات دارای رسانایی پایین الکتریکی هم که در لوله‌ها جریان دارند، یک مکانیزم مشابه باردار شدن الکتریکی ممکن است رخ دهد. این فرایند، باردار شدن الکتریکی جریان نام دارد. سیالات دارای رسانایی پایین الکتریکی (کمتر از ۵۰ پیکو زیمنس بر متر، که‌در آن پیکو زیمنس بر متر واحد رسانایی الکتریکی‌ است) «انباره» نامیده می‌شوند. سیالات دارای رسانایی بالایpS/m ۵۰، غیر انباره نامیده می‌شوند. در غیر انباره‌ها، بارها با همان سرعتی که از هم جدا می‌شوند با هم باز ترکیب می‌شوند و بنابراین تولید بار الکترو استاتیک قابل توجه نیست. در صنعت پتروشیمی، pS/m ۵۰ مقدار پیشنهادی برای حداقل رسانایی سیال است که برای بارزدایی کافی از سیال مناسب است. یک مفهوم مهم در سیالات نارسانا، «زمان آرامش استاتیک» است. این زمان، مشابه ثابت زمانی (τ) در یک مدار RC است. برای مواد نارسانا، این پارامتر برابر نسبت ثابت دی الکتریک استاتیک تقسیم بر رسانایی ماده‌ است. برای سیالات هیدرو کربنی، این عدد گاهی به صورت تقریبی با تقسیم عدد ۱۸ بر رسانایی ماده به دست می‌آید. پس سیالی که دارای رسانایی الکتریکی pS/cm 1 (pS/m 100) است دارای زمان آرامشی تقریباً برابر با ۱۸ ثانیه خواهد بود. بار اضافی موجود در سیال در طی زمانی تقریباً ۴ تا ۵ برابر زمان آرامش، ۹۰ ثانیه برای سیال فرضی ما، کاملاً محو خواهد شد. در سرعت‌های بالاتر سیال و قطرهای بالاتر لولهٔ حامل سیال، تولید بار افزایش می‌یابد و در لوله‌های دارای قطر ۸ اینچ (cm 20) و بیشتر، تولید بار قابل توجه‌ است. بهترین راه کنترل تولید بار استاتیک در این سیستم‌ها، محدود کردن سرعت سیال است. استاندارد بریتانیایی حدود سرعت را تعیین می‌کند. به دلیل اثر بزرگ آب بر ثابت دی الکتریک، سرعت پیشنهادی برای سیالات هیدرو کربنی حاوی آب به m/s ۱ محدود می‌شود. اتصال و زمین کردن، راه‌های متداولی هستند که می‌توان به وسیلهٔ آن‌ها از تجمع بار جلوگیری کرد. برای سیالات دارای رسانایی الکتریکی کمتر از pS/m ۱۰، این تمهیدات کافی نبوده و استفاده از افزودنی‌های ضد الکتریسیتهٔ ساکن هم ممکن است لازم باشد. فلاسک
با توجه به قوانین ترمودینامیک، اشیای گرم با انتقال گرمای خود به محیط اطرافشان، سرد و اشیای سرد با گرفتن گرما از محیط پیرامون خود گرم می‌شوند. اساس کار فلاسک، جلوگیری از جریان یافتن گرما از خارج به درون ظرف یا از درون ظرف به خارج از آن است. حال آن که گرما به سه روش از جایی به جای دیگر جریان می‌یابد. این سه روش عبارتند از: پیش‌بینی آب و هوای عددی
یک مدل دو بعدی ساده شده برای گسترش ﺁتش‌سوزی‌های طبیعی که از همرفت برای نشان دادن اثرات باد و عوارض زمین استفاده می‌کند و همچنین انتقال حرارت تابشی به عنوان روش غالب انتقال حرارت، منجر به سیستم‌های واکنش-انتشار از معادلات دیفرانسیل جزئی می‌شود. مدل های پیچیده تر به مدل های هواشناسی عددی یا مدل های دینامیک سیالات محاسباتی که با یک جزء آتش سوزی طبیعی پیوسته‌اند که امکان تخمین اثرات بازخوردی بین ﺁتش و اتمسفر را فراهم می‌کند. پیچیدگی اضافی در کلاس دوم مدل‌ها به افزایش متناظر در توان رایانه‌ای‌شان مربوط می شود. در واقع، یک راه حل سه‌بعدی کامل از احتراق از طریق شبیه‌سازی عددی مستقیم در مقیاس‌های مرتبط با مدل‌سازی اتمسفریک، به دلیل هزینه‌ی محاسباتی بیش از حد، در حال حاضر امکان‌پذیر نیست. مدل‌های آب و هوایی عددی مهارت پیش‌بینی محدودی را در وضوح فضایی تحت شعاع ۱ کیلومتر (۰.۶ مایل)به منظور محاسبه چگونگی تغییر بادها به طور محلی با توجه به آتش، و استفاده از آن بادهای اصلاح‌شده تا تعیین میزان آتش‌سوزی در محل به طور محلی، محدود کرده‌اند. اگر چه مدل‌هایی از قبیل (لاس آلاموس) برای غلظت سوخت و اکسیژن حل می کنند، شبکه محاسباتی نمی‌تواند برای رفع واکنش احتراق به اندازه کافی خوب باشد، بنابراین برای توزیع دما در هر سلول شبکه و همچنین برای نرخ واکنش احتراق باید تخمین زده شود. نیروگاه حرارتی
با این که بهره‌وری این نیروگاه‌ها از نظر قوانین ترمودینامیک محدود است اما با افزایش حرارت و به مثابه آن افزایش فشار بخار می‌توان کارایی این نیروگاه‌ها را افزایش داد. در گذشته‌استفاده از جیوه به عنوان سیال در تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده که این فلز می‌تواند فشار بیشتری را در حرارتی کمتر نسبت به آب ایجاد کند اما خطر غیرقابل چشم‌پوشی سمی بودن این فلز و امکان نشت آن استفاده از این عنصر را به عنوان سیال منتفی کرد. هاوارد آلوین استون
مطالعات استون به طور مستقیم در ارتباط با مفاهیم انتقال حرارت و انتقال جرم است و به مسائلی در این علوم می‌پردازد که دربردارنده پدیده‌های همرفت، نفوذ مولکولی و واکنش‌های سطحی است. همچنین او در طیف گسترده‌ای از مسائل سیالاتی شامل اثرات کشش سطحی، نیروهای شناوری، حالت گردابی سیال و مواد فعال در سطح سیال دارای تالیفات متعددی است. اضافه بر موارد یاد شده، استون به مطالعه در زمینه جریان سیال در لایه‌های چربی و نانولایه‌ها نیز پرداخته است و دربارهٔ نحوه حرکت ذرات معلق در چنین سطوحی تحقیقاتی انجام داده است. این زمینه مطالعاتی به طور عمده توسط محققان شیمی بین سطحی، فیزیک و مهندسی دنبال می‌شود. انتقال گرما
تابش به انتقال انرژی بر اثر تابش پرتوهای الکترومغناطیسی را می‌گویند. همهٔ ماده‌ها که دمایی بالاتر از صفر مطلق دارند، پرتوهای الکترومغناطیسی پخش می‌کنند. مهمترین ویژگی این شیوه، آن است که نیازی به ماده ندارد، برخلاف دیگر سازوکارهای انتقال که همه نیازمند ماده هستند. پرتوهای تابیده می‌تواند در یک نقطه کوچک با استفاده از آینه‌های بازتابنده متمرکز شود که در جمع‌آوری انرژی خورشیدی استفاده می‌شود. برای مثال، نور بازتابیده از آینه‌ها، برج انرژی خورشیدی PS10 را گرم می‌کند و در طول روز می‌تواند آب را تا ۲۸۵ درجه سانتی‌گراد گرم کند. گرمایش زمین‌گرمایی
پمپ‌های حرارتی با منبع زمینی (GSHPs) از حرارت درون زمین استفاده نمی‌کنند، یعنی هیچ چشمه آب گرمی گرما را تأمین نمی‌کند. GSHP صرفاً به انرژی حرارتی خورشیدی ذخیره شده در خاک یا سنگ دسترسی دارد. GSHPs یک سیال حامل (معمولا مخلوطی از آب و مقدار کمی از ضد یخ) را از طریق حلقه‌های لوله بسته دفن شده در زمین به گردش در می‌آورند. سیستم‌های مجزای خانگی می‌توانند سیستم‌های «حلقه عمودی» با حفره‌های ۴۰۰–۵۰ فوت (۱۲۰–۱۵ متر) عمق باشند یا اگر زمین کافی برای چاله‌های وسیع در دسترس باشد، یک «سیستم حلقه افقی» حدود شش فوت زیرسطح زمین نصب می‌شود. با گردش سیال در زیر زمین، حرارت را از زمین جذب می‌کند و در بازگشت خود، سیال گرم از طریق پمپ حرارتی عبور داده می‌شود که با استفاده از برق، گرما را از سیال استخراج می‌کند. سیال دوباره سرد شده به زمین برمی گردد در نتیجه این چرخه ادامه می‌یابد. گرما با پمپ گرما استخراج می‌شود که به عنوان یک محصول جانبی برای گرم کردن خانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر حلقه گرمایش زمین در معادله انرژی، این بدان معنی است که به‌طور قابل توجهی حرارت بیشتری می‌تواند به یک ساختمان منتقل شود اگر برق به تنهایی به‌طور مستقیم برای گرمایش استفاده شود. الکتریسیته زمین‌گرمایی
در این دسته نیروگاه‌ها از سیال‌های با دما و فشار بالا (دمای بالای ۱۸۲ درجه) استفاده می‌شود. از آنجایی که آب در داخل زمین در تحت فشار بالایی قرار دارد همواره به صورت مایع است. در این دسته نیروگاه‌ها آب بیرون آمده از داخل زمین وارد مخزنی کم فشار می‌شود. پایین بودن فشار داخل مخزن موجب خواهد شد که سیال موجود در مخزن به سرعت بخار شود. سپس از بخار تولید شده برای چرخاندن توربین استفاده می‌شود. در صورتی که مقداری از سیال به صورت مایع در داخل مخزن باقی بماند این مایع در مخزن دوم به بخار تبدیل می‌شود. سامانه‌های حرارتی خورشیدی در ساختمان
ترموسیفون نیز به‌طور مجزا عمل جذب و دفع انرژی را انجام می‌دهد و در آن به جای فضای آفتابگیر و مخزنی از مایع، توده سنگی وجود دارد که جذب‌کننده سامانه است و معمولا در زیر فضای اصلی داخلی قرار دارد و توسط کانال‌هایی با سطح دریافت‌کننده و فضای داخلی ارتباط دارد. گردش همرفتی یک سیال که در یک سیستم بسته اتفاق بیفتد، جایی که سیال سرد به جای سیال گرم در همان سیستم جایگزین می‌گردد، ترموسیفون نامیده می‌گردد. این سامانه در واقع یک چرخهٔ جابجایی طبیعی است. در این سامانه، مرحلهٔ جذب انرژی می‌تواند به صورت متصل به ساختمان یا کاملاً در محیطی جداگانه صورت گرفته و حرارت جذب شده توسط کانال به فضای مورد نظر هدایت و در مکان مناسبی مانند دال بتنی یا انبارهٔ سنگی که معمولاً بالاتر از سطح جذب‌کننده قرار دارد، ذخیره گردد.از سامانه‌های پویا یا فعال خورشیدی می‌توان توزیع هوا از مسیر زیر کف ساختمان
افزایش دمای عرضه Plenum شامل افزایش هوای تهویه شده بر اثر انتقال گرمای همرفتی در Plenum عرصهٔ زیر کف از ورودی به افشانه‌های کف است. این پدیده را همچنین تجزیه حرارتی یا نزول حرارتی نیز می‌نمایند. افزایش دمای هوای Plenum باعث تماس هوای سرمایشی عرضه شده با دال‌های بتنی و کف کاذب می‌شود. بر اساس یک مطالعه مدلسازی افزایش دمای هوا می‌تواند بسیار قابل ملاحظه (۵ درجه سانتیگراد یا ۹ درجه فارنهایت) باشد. در همین مطالعه یافته شده‌است که افزایش دمای هوا در فصل تابستان بیش از فصل زمستان است و این افزایش دما به نوع شرایط آب و هوایی نیز وابسته است. طبقه همکف با یک دال بر روی grade افزایش دمای کمتری نسبت به طبقه‌های میانی و بالایی دارد و افزایش دمای هوای عرضه شده باعث کاهش افزایش دما می‌شود. افزایش دمای زیاد، تحت تأثیر جهت ناحیهٔ جانبی، افزایش حرارتی داخلی و نسبت پنجره به دیوار قرار نمی‌گیرد. افزایش دمای هوای Plenum عرضه پتانسیل پایداری و صرفه جویی در انرژی سیستم‌های UFAD را نشان می‌دهد. در این پژوهش نشان می‌دهیم که عملکرد حرارتی و انرژیتیکی بر اثر کاربرد سیستم‌های UFAD به علت کاربرد انتقال هوا به محیط پیرامون ارتقاء می‌یابد. منتقدان این نوع سیستم‌ها اعتقاد دارند که انتقال هوا در زیر کف باعث می‌شود که مزایای یک فضای Plenum کم فشار از بین برود و همچنین بر پیچیدگی‌های طراحی و نصب می‌افزاید، بعلت نصب داکت‌ها بین ستون و کاشی کف. انتقال مومنتوم
با نوشتن این معادلات برای سیال در حالات جریان کوتی، جریان بین دو صفحه موازی، جریان در سطح شیبدار و همچنین جریان داخل یک سیلندر به روابطی می‌رسیم که به کمک آن‌ها می‌توان تنش برشی و سرعت سیال را در قسمت‌های مختلف به دست آورد. همچنین می‌توانیم سرعت ماکزیمم و متوسط را به دست آوریم. حال به بررسی هر یک می‌پردازیم: طراحی سامانه غیرفعال خورشیدی
گردش همرفتی یک سیال که در یک سامانه بسته اتفاق بیفتد، جایی که سیال سرد به جای سیال گرم در همان سامانه جایگزین می‌گردد، ترموسیفون نامیده می‌گردد. این سامانه در واقع یک چرخهٔ جابجایی طبیعی است. در این سامانه، مرحلهٔ جذب انرژی می‌تواند به صورت متصل به ساختمان یا کاملاً در محیطی جداگانه صورت گرفته و حرارت جذب شده توسط کانال به فضای مورد نظر هدایت و در مکان مناسبی مانند دال بتنی یا انبارهٔ سنگی که معمولاً بالاتر از سطح جذب‌کننده قرار دارد، ذخیره گردد. نانو سیال
نتایج تجربی نشان می‌دهد که افزودن نانوذرات به سیال پایه باعث افزایش چشمگیر ضریب انتقال حرارت رسانش در نانوسیال می‌شود. بنابراین نانوسیال‌های گزینه‌های مناسبی برای استفاده درکاربردهای انتقال حرارت به‌شمار می‌روند. مکانیک سیالات
دینامیک سیالات زیرشاخه مکانیک سیالات است که با جریان سیالات سرو کار دارد، به عبارتی دانش مایعات و گازهای در حال حرکت است. دینامیک سیالات ساختار منظمی را ارائه می‌دهد - که زیربنای این رشته‌های عملی است - که قوانین تجربی و نیمه تجربی حاصل از اندازه‌گیری جریان را در بر می‌گیرد و برای حل مشکلات عملی مورد استفاده قرار می‌گیرد. راه حل مسئله‌های دینامیک سیالات معمولاً شامل محاسبه خصوصیات مختلف سیال مانند سرعت، فشار، چگالی و دما به عنوان توابعی از فضا و زمان است. این شاخه خود چندین زیرشاخه دارد، از جمله آیرودینامیک (مطالعه هوا و سایر گازهای در حال حرکت) و هیدرودینامیک (مطالعه مایعات در حال حرکت). دینامیک سیالات طیف وسیعی از کاربردها را شامل می‌شود، از جمله محاسبه نیروها و حرکات هواپیماها، تعیین نرخ دبی جرمی نفت عبوری از درون خطوط لوله، پیش‌بینی الگوهای در حال تکامل هوا، درک سحابی‌ها در فضای بین ستاره‌ای و مدل‌سازی انفجارها. برخی از اصول دینامیک سیالات در مهندسی ترافیک و دینامیک جمعیت‌ها استفاده می‌شود. سیستم‌های گرمایی خورشیدی
یکی دیگر از گردآورنده‌هایی هستند که در آن‌ها از هوا یا گاز به عنوان سیال برای انتقال حرارت استفاده می‌شود. نگهداری آسان و عدم یخ زدگی هوا از مزایای این نوع کلکتورها نسبت به دیگر انواع مایعی آنهاست. به‌علاوه در این نوع گردآورنده‌ها هوای گرم مستقیماً وارد ساختمان یا محفظه ذخیره می‌شود. فرایند هم‌آنتالپی
در حالت پایدار، در فرایند جریان پایدار، می‌توان تغییرات بزرگ در فشار و دمای سیال داشت درحالی که فرایند همپنان هم‌آنتالپی باقی مانده‌است به شرطی که: هیچ انتقال حرارتی بین محیط و سامانه صورت نگیرد و هیچ کاری روی محیط یا توسط محیط انجام نشود و هیچ تغییری در انرژی جنبشی سیال اتفاق نیفتد. (اگر در تحلیل این فرایند یک حجم کنترل در نظر بگیریم هرچیزی خارج از این حجم کنترل محیط به حساب می‌آید.) مبدل گرمایی
در این نوع مبدل حرارتی، سطح جداکننده سیال سرد و گرم ثابت نبوده و به‌طور متناوب قسمت‌هایی از سطح مذکور در معرض حرکت سیال سرد یا گرم قرار می‌گیرند. انتقال مومنتوم
در شکل بالا تنش برشی بین دو لایه سیال می‌کوشد تا سرعت لایه تندتر را کاهش و سرعت لایه آهسته‌تر را افزایش دهد. اختلاف در سرعت بین دو لایه یا همان گرادیان سرعت تنها با نیروی وارده بر صفحه بالایی تامین و حمایت می‌شود. اگر این نیرو برداشته شود تنش برشی موجود باعث توقف حرکت صفحه بالایی خواهد شد. وجود یک اختلاف در سرعت بین دو لایه باعث انتقال مومنتوم در لایه سریع‌تر به لایه کندتر و نیز باعث انتقال اتم‌ها یا مولکول‌های کند موجود در لایه کندتر به لایه سریع‌تر و برعکس خواهد شد. سیکل رانکین آلی
سیال با گرما نهان و چگالی بالا، انرژی بیشتری را از منبع در تبخیر کننده جذب می‌کند و بنابراین دبی جریان مورد نیاز، اندازه تجهیزات و مصرف پمپ را کاهش می‌دهد. انتقال گرما
رسانش گرمایی، انتقال انرژی از راه انتقال انرژی جنبشی مولکول‌ها و اتم‌ها به مولکول‌ها و اتم‌ها همسایه خود است. برای رسانش گرمایی دو جسم باید در تماس با یکدیگر باشند. مبدل گرمایی
در این نوع مبدل حرارتی سیال سرد و گرم توسط یک سطح جامد ثابت از یکدیگر جدا شده‌اند و انتقال از طریق سطح مذکور صورت می‌گیرد. اکثراً مبدل‌های حرارتی موجود در صنعت از این دسته هستند. انرژی حرارتی خورشیدی
این سیال عامل در مبدل‌های حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار و حرارت بالا می‌گردد. در برخی از این سیستم‌ها، سیال عامل، آب است و مستقیماً در داخل دریافت‌کننده، به بخار تبدیل می‌شود. استاتیک سیالات
به علت ماهیت سیالات یک سیال در اثر تنش برشی نمی‌تواند ساکن بماند. اما سیالات می‌توانند فشار نرمال (عمودی) را به هر سطح در تماسی اعمال کنند. اگر یک جزء مکعبی بسیار کوچک از سیال را در نظر بگیریم این جزء (المان) از اصل تعادل پیروی می‌کند یعنی فشار وارده بر هر وجه این مکعب باید مساوی باشد. اگر اینطور نبود این المان در حال حرکت در جهت نیروی خالص اعمالی به المان خواهد بود که با ساکن بودن سیال در تناقض است؛ بنابراین فشار وارده بر سیال در حال سکون ایزوتروپیک (دارای شدت برابر از هر سو) است. این خاصیت است که به سیال اجازه انتقال نیرو را در طول لوله‌ها می‌دهد یعنی نیروی وارد شده به سیال در یک سر لوله به وسیله سیال به سر دیگر منتقل می‌شود. مبدل گرمایی
در این نوع مبدل حرارتی، سیال سرد و گرم به‌طور مستقیم تماس حاصل نموده (هیچ دیواره ای بین جریان‌های سرد و گرم وجود ندارد) و تبادل انرژی یا حرارت انجام می‌گیرد. گرما
مکانیسم‌های انتقال انرژی که گرما را تعریف می‌کنند شامل هدایت، از طریق تماس مستقیم اجسام بی حرکت یا از طریق دیواره یا سدی است که در برابر ماده نفوذ ناپذیر است. یا تابش بین اجسام جدا شده یا اصطکاک ناشی از کار مکانیکی یا الکتریکی یا مغناطیسی یا گرانشی ایزوکورید که توسط سامانه مورد نظر توسط محیط اطراف انجام می‌شود، مانند گرم شدن ژول در اثر جریان الکتریکی که از طریق سامانه مورد نظر توسط سامانه خارجی انجام می‌شود یا از طریق همزن مغناطیسی. وقتی مسیر مناسبی بین دو سامانه با درجه حرارت متفاوت وجود داشته باشد ، انتقال حرارت لزوماً، بلافاصله و خود به خود از سامانه گرمتر به سامانه سردتر صورت می‌گیرد. هدایت حرارتی با حرکت تصادفی (تصادفی) ذرات میکروسکوپی (مانند اتم‌ها یا مولکول‌ها) رخ می‌دهد. در مقابل، کار ترمودینامیکی توسط مکانیزمی تعریف می‌شود که ماکروسکوپی و مستقیماً بر متغیرهای حالت کل بدنه سامانه عمل می‌کنند. به عنوان مثال، تغییر حجم سامانه از طریق حرکت پیستون با نیروی قابل اندازه‌گیری خارجی. یا تغییر قطبش الکتریکی داخلی سامانه از طریق تغییر قابل اندازه‌گیری خارجی در میدان الکتریکی. تعریف انتقال حرارت نیازی به نرم و صاف بودن فرایند ندارد. به عنوان مثال، ممکن است یک صاعقه گرما را به بدنه منتقل کند. سیال‌های برشی
معمولاً بین دو نوع سیال برش اثر هم پوشانی وجود دارد. خنک‌کننده‌ها از ترکیباتی هستند که به کاهش اصطکاک کمک می‌کنند و روان‌کننده‌ها ویژگی‌های حرارتی ای دارند که، هر چند به خوبی مشخصه‌های آب نیستند، گرما را از عملیات برش دور می‌کنند.