پديد آورنده :
زارع زاده، زهرا
عنوان :
آناليز ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) جوشش جرياني مادون سرد در ميكروكانال
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي هسته اي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
شانزده، 83ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني
توصيفگر ها :
انتقال گرما , ميكروكانال , جوشش جرياني مادون سرد , قطر حباب هنگام جدا شدن از سطح
استاد داور :
مسعود حق شناس فرد، محمود اشرفي زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/05/17
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده هدف از انجام اين پژوهش بررسي انتقال گرماي جابجايي تك فاز و جوشش جرياني مادون سرد آب در ميكروكانال بوده است به منظور تحقق هدف پژوهش حاضر ميكروكانالي مدور با قطر داخلي 1 ۳7 mm و طول 2۳۳ mm با استفاده از نرم افزار مولتي فيزيك كامسول COMSOL Multiphysics شبيهسازي شده است در اين پژوهش جريان به صورت عمودي و رو به باال با دماي ورودي ۰۳ C KW kg 131 77 بررسي شده است در است سه اجرا شامل سه شار جرمي متفاوت 2 696 275 469 با محدوده شار گرمايي 2 m m s ابتدا جريان تك فاز درون ميكروكانال با استفاده از معادالت پايستگي جرم ممنتم و انرژي مطالعه شد و هنگامي كه دماي ديواره به دماي اشباع رسيد جوشش هسته اي آغاز شده و در بقيه كانال جريان دوفازي به وجود آمده است براي اين ناحيه از كانال معادالت دوفازي اويلر شامل دو دسته معادله بقا ي جرم و ممنتم به همراه پايستگي انرژي حل شد براي انجام محاسبات مربوط به قطر حباب هنگام جدا شدن از سطح گرم از سه دسته معادله مختلف بيان شده توسط تلوبينسكي فريتز و پرودانويس استفاده شده است در نهايت مشخص شد كه در بين روابط بيان شده رابطه ارائه شده توسط پرودانويس از دقت بااليي براي پيش بيني قطر جدايش حباب در جوشش جرياني داخل ميكروكانالها برخوردار است نتايج عددي تطابق خوبي با نتايج يدست آمده از حل عددي نشان داد تغييرات فشار و ضريب اصطكاك در هر اجرا بررسي شده و نتايج نشان داد كه در ناحيه جوشش جرياني افت فشار بيشتر از جريان غير هم دماي تك فاز بوده و ضريب اصطكاك در جريان دوفازي تقريبا 5 2 برابر ضريب اصطكاك در جريان تك فاز است در جوشش جرياني بيشترين كسر حجمي بخار در كنار ديواره كانال بوده و با پيشروي در كانال ميانگين كسر حجمي بخار حداكثر تا ۰۳۳ ۳ افزايش مييابد همچنين با تغيير شار جرمي و گرمايي مشاهده شد كه با افزايش شار گرمايي و يا كاهش شار جرمي شروع جوشش هستهاي در فاصله كمتري از ورودي ميكروكانال رخ داده و ضريب انتقال گرما نيز افزايش يافته است در اين پژوهش جوشش جرياني مادون سرد در داخل ميكروكانال و نتايج حاصل از سه نوع رابطه براي قطر جدايش حباب بررسي شد كه در مطالعات پيشين كمتر به اين موضوع پرداخته شده است كلمات كليدي انتقال گرما ميكروكانال جوشش جرياني مادون سرد قطر حباب هنگام جدا شدن از سطح
چكيده انگليسي :
Computational Fluid Dynamics Analysis CFD of Subcooled Flow Boiling in Microchannel Zahra Zarezade z zarezade@ce iut ac ir Date of Submission 2017 06 20 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Nasr Esfahany mnasr@cc iut ac irAbstractFlow boiling with single phase heat transfer performance in a micro channel was investigated in this thesis Single capillary micro channel with internal diameter and length of 1 07 and 200mm was simulated byCOMSOL Multiphysics software Inlet sub cooled temperature of water was 30 C and three runs includingdifferent mass fluxes of 275 469 and 698 kg m2s was considered Moreover the heat fluxes were changedin range of 77 to 131 kW m2 Initially the single phase flow within the micro channel was studied withconsidering the conservation equations of mass momentum and energy When the wall temperature reachedup to saturation temperature nucleate boiling was started and therefore we had two phase flow in the micro channel In this region two fluid model was solved including two sets of conservation equations To relatedto bubble departure diameter three different equations was suggested by Tolubinsky Fritz and Prodanovic It was found that Prodanovic relation had a high accuracy for predicting bubble departure diameter in micro channel Numerical results represented good agreement with experimental results In next stage the walltemperature pressure variation and friction factor of each run were investigated The results showed pressuredrop of two phase flow was higher than single phase flow and the friction factor in the two phase flow isapproximately 2 5 times higher than the friction coefficient in the single phase flow In flow boiling themaximum void fraction was near the wall and increased along the channel to 0 003 Moreover it wasobserved by increasing the heat flux or decreasing the mass of the flux the start of the nucleate boilingoccurred at a distance less than the entrance of micro channel and the heat transfer coefficient has alsoincreased In this study sub cooled flow boiling in micro channel with different bubble departure diameterrelation was investigated theoretically which have been few studies in the previous research Key words Heat transfer Micro channel Sub cooled flow boiling Bubble departure diameter
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني
استاد داور :
مسعود حق شناس فرد، محمود اشرفي زاده
