شبيه سازي عددي سه بعدي جوشش فيلمي در شرايط مرزي شار حرارتي ثابت به روش رديابي جبهه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

پديده جوشش فيلمي در صنعت كاربردهاي زيادي از جمله در صنايع سخت كردن فولاد، مبدل¬هاي حرارتي، خنك كاري و فناوري¬هاي فضاي دارد. شبيه سازي اين پديده به منظور مطالعه انتقال حرارت بر روي هندسه¬هاي مختلف و در شرايط مختلف، براي پيش بيني چگونگي فرآيند رشد و تشكيل حباب، در صنعت اهميت زيادي دارد. در اين مطالعه براي ردگيري مرز مشترك دو فاز مايع/بخار، از روش رديابي جبهه استفاده شده¬است. در اين روش با استفاده از المان¬ها و نقاط كه در موقعيت مشخصي قرار مي¬گيرند، مرز مشترك مايع/بخار ساخته مي¬شود. روند تشكيل نمودار عدد ناسلت و ايجاد حباب به اين صورت است كه در ابتدا به علت اختلاف دماي زياد بين ديواره و بخار عدد ناسلت زياد است در اين حالت دماي بدون بعد در زمان صفر است. با گرم شدن ديواره و كاهش اختلاف دما و كاهش گراديان دماي بين ديواره و بخار، مايع شروع به تبديل شدن به بخار كرده و سطح تماس توسعه پيدا مي¬كند. در ادامه با افزايش بخار روند ساخت حباب شروع شده و در مركز دامنه حباب شكل مي¬گيرد. در شبيه سازي جوشش فيلمي روند تشكيل حباب اهميت زيادي دارد و در اين شكل گيري، چگونگي اعمال اختلال اوليه روند شبيه سازي را تحت تاثير قرار مي¬دهد و بر عدد ناسلت تاثير گذار است. به منظور نزديك تر شدن نتايج به نتايج تجربي، شبيه سازي در سه بعد صورت گرفته است. در ابتدا در شرايط يكسان، نتايج اين پژوهش با نتايج نيمه تجربي مقايسه شده¬است و تاثير پارامترهاي موثر بر عدد ناسلت مانند شارگرمايي و اختلال اوليه در حالت هاي مختلف، بررسي شده-است. كه با افزايش شار گرمايي، عدد ناسلت نيز افزايش يافت. اختلال اوليه در دو حالت متقارن و غير متقارن اعمال شده و نمودار عدد ناسلت نيز در حالت¬هاي مختلف مقايسه شد. در ادامه پارامتر موثر در اختلال اوليه كاهش يافته و روند تشكيل مرز مشترك بررسي و مقايسه شد. تاثير اعداد بدون بعد موثر بر عدد ناسلت مانند عدد كپيلاري و مورتون، در مقادير مختلف اعمال شده و روند تشكيل و رشد حباب نيز مقايسه شد. روند تشكيل حباب در دو حالت تك قله و چند قله نيز شبيه سازي شد.

228199

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان