مدلسازي تقطير قطره‌اي در لوله شيب‌دار

كارشناسي ارشد

هدف از اين پايان نامه تحليل هيدروديناميكي و حرارتي چگالش قطره¬اي جريان بخار اشباع به هنگام عبور از درون لوله‌اي شيب‌دار مي¬باشد. با ورود جريان بخار اشباع به لوله، در اثر اختلاف دماي بخار عبوري و سطح لوله مقداري از اين بخار تقطير شده و به صورت قطرات مايع بر روي قسمت فوقاني لوله قرار تشكيل و در اثر نيروي وزن قطرات به سمت قسمت كف لوله جريان مي¬يابد و به صورت جريان اشباع در كف لوله جاري مي‌شود. علاوه بر اثر شيب لوله، تاثير تنش برشي ميان فازي، گراديان فشار محوري، تغييرات دبي جرمي بخار اشباع ورودي و دماي مربوط به آن، اختلاف دماي محركه و همچنين تغييرات حجم مايع انباشته شده در كف لوله لحاظ شده است. مدل فيزيكي در نظر گرفته شده شامل سه ناحيه مجزا مي‌باشد كه عبارتند از: جريان قطرات تقطير شده بر جداره لوله، جريان لايه تقطير انباشته شده در كف لوله و جريان بخار عبوري در ناحيه مركزي لوله. با توجه به اينكه معادلات مطرح شده در مسئله حاضر اغلب به صورت غير خطي بوده و داراي پيچيدگي مي¬باشند، لذا در حل اين مسئله از روش¬ عددي اختلاف محدود براي حل معادلات استفاده شده است. براي تحليل قسمت¬هاي مختلف جريان نيز از مدل جريان مجزا استفاده شده و اثر تقابل بين فازها لحاظ شده است. با استفاده از نرخ بخار ورودي تقطير شده در ابتداي لوله و بدست آوردن خواص ترموفيزيكي موجود براي نموهاي بعدي مي‌توان مقدار انباشتگي در هر مرحله را به وسيله‌ي اين روند طي كرد و سپس مقادير ضريب انتقال گرما و مقدار شار گرما را در هر مقطع از لوله بدست آورد. با بررسي اثر شيب، نتايج عددي نشان مي¬دهد كه مقدار شار گرما با زياد شدن شيب لوله، افزايش مي¬يابد كه داراي 17.2درصد افزايش نسبت به حالت افقي لوله است.

194056

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - علوم حرارتي

دكتر حميد صفاري