عنوان
شبيه‌سازي عددي سه‌بعدي طولاني مدت جوشش فيلمي بر روي صفحه افقي با دماي ثابت به روش رديابي جبهه
نويسنده اصلي
خرم مباركه، امير
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
پديده جوشش همواره به عنوان يك فرآيند مطلوب از نظر شار حرارتي بالا در اختلاف دماي كم شناخته مي‌شود. پديده جوشش، بدليل پيچيدگي‌هاي ذاتي تغيير فاز و همچنين وجود دو فاز در كنار يكديگر، مورد توجه محققان بوده و پيوسته روش‌هاي جديد و اصلاحاتي بر روش‌هاي قبلي، در شبيه‌سازي‌ها ارائه مي‌گردد. در گذشته عموم فعاليت‌هاي انجام شده در زمينه جوشش، كارهاي تجربي و بدست آوردن روابط نيمه تجربي بوده‌است. در اين پژوهش جوشش فيلمي روي صفحه‌ي افقي به صورت سه بعدي توسط روش عددي بررسي و شبيه‌سازي مي‌شود. معادلات انرژي و ممنتوم از روش رديابي جبهه و با گسسته‌سازي اختلاف محدود، براي هر دو فاز، حل مي‌شوند. جملات اينرسي، ويسكوزيته و كشش سطحي نيز در اين شبيه‌سازي لحاظ مي‌گردند.
يكي از جنبه‌هاي چالش برانگيز روش رديابي جبهه، شبيه‌سازي شكستن و ادغام حباب‌ها مي‌باشد. استفاده كنندگان قبلي اين روش، شبيه‌سازي‌ها را تا مرز شكستن و ادغام حباب‌ها ادامه داده‌اند. هدف از انجام اين پژوهش شبيه‌سازي درازمدت پديده جوشش فيلمي مي‌باشد. در اينجا از يك الگوريتم تغيير توپولوژي مبتكرانه براي غلبه بر اين چالش استفاده مي‌شود. بنابراين، شبيه‌سازي‌ها در زمان‌هاي طولاني و تا چندين چرخه رهاسازي حباب با ارزيابي عدد ناسلت شبه حالت پايدار، انجام مي‌گردند. تأثير اعداد گراشف و جاكوب بر ديناميك سطح تماس مايع- بخار، انتقال حرارت و جريان سيال مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. با افزايش عدد گراشف، اثر شناوري بر ويسكوزيته غالب شده، اندازه متوسط حباب‌ها كاهش و عدد ناسلت متوسط افزايش مي‌يابد. ميزان فراجوش بودن دماي ديوار، تأثير مستقيمي بر روي عدد جاكوب دارد. در اعداد جاكوب نسبتاً پايين، حباب‌ها به صورت تناوبي از لايه بخار آزاد مي‌شوند، اما با افزايش عدد جاكوب، جت‌هاي بخار دائمي تشكيل شده و ضخامت آنها افزايش مي‌يابد. همچنين در اندازه حباب و عدد ناسلت متوسط كاهش ديده مي‌شود. بررسي تاثر اندازه دامنه نشان مي‌دهد كه، عدد ناسلت متوسط با تغيير اندازه دامنه تقريبا ثابت مي‌ماند. اختلال اوليه بصورت حالت‌هاي تك حباب و چند حباب شبيه‌سازي مي‌شود. اين اختلال هيچ اثر قابل توجهي بر عدد ناسلت متوسط ندارد. نسبت چگالي نيز مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. با افزايش اين نسبت وضعيت حالت پايدار در زمان كوتاه‌تري به دست مي‌آيد.
شماره ركورد
215717
گرايش رشته تحصيلي
تبديل انرژي
دانشكده
پرديس
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد مشاور
علي‌اكبر عالم‌رجبي
استاد داور
مهرداد تقي‌زاده منظري، ابراهيم شيراني، رامين كوهي كمالي
استاد راهنما
سعيد مرتضوي