توصيفگر ها :
رديابي جبهه , جوشش فيلمي , تغيير فاز , انتقال حرارت , شار گرمايي ثابت
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
The phenomenon of film boiling has many applications in the industry, including steel hardening, heat exchangers, cooling and space technologies. Simulating this phenomenon in order to study heat transfer on different geometries and in different conditions, to predict how the bubble growth and formation process is, is very important in the industry. In this study, the front tracking method was used to track the common boundary of two liquid/vapor phases. In this method, using elements and points that are placed in a specific position, the liquid/vapor common boundary is made. The process of forming the Nusselt number diagram and creating a bubble is that initially due to the large temperature difference between the wall and the steam, the Nusselt number is high, in this case the dimensionless temperature at time is zero. As the wall heats up and the temperature difference decreases and the temperature gradient between the wall and the steam decreases, the liquid starts to turn into steam and the contact surface develops. Next, with the increase of steam, the process of bubble formation starts and the bubble is formed in the center of the domain. In the simulation of film boiling, the process of bubble formation is very important, and in this formation, how to apply the initial disturbance affects the simulation process and affects the Nusselt number. In order to bring the results closer to the experimental results, simulation has been done in three dimensions. At first, under the same conditions, the results of this research have been compared with the semi-experimental results, and the effect of effective parameters on the Nusselt number, such as heat flux and initial disorder, has been investigated in different states. With the increase of heat flux, the Nusselt number also increased. The initial perturbation was applied in two symmetric and asymmetric states and the graph of Nusselt number was also compared in different states.
