11101

11101

شبيه سازي جريان و انتقال حرارت در جوشش لايه اي آرام روي صفحه قائم

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي – ديناميك سيالات

آبان ماه 1391

آبان ماه 1391

دكتر فرزاد بازديدي تهراني

چكيده هدف از انجام اين پايان¬نامه، شبيه¬سازي جريان و انتقال حرارت در فرايند جوشش لايه¬اي آرام روي صفحه قائم با استفاده از روش¬هاي عددي مناسب و كارآمد به صورت سه¬ بعدي مي¬باشد. جوشش لايه¬اي روي سطح قائم داراي ناپايداري¬هايي در لايه¬ي بخار مي¬باشد كه اين ناپايداري¬ها به صورت متناوب در طول صفحه قائم تكرار مي¬شوند. براي تحليل رفتار اين فرايند ابتدا معادلات بقايي تعميم يافته مربوط به يك جريان دو فاز با در نظر گرفتن انتقال جرم¬، مومنتوم و انرژي بين دو فاز استخراج گرديد. سپس گسسته¬سازي اين معادلات توسط روش حجم محدود انجام پذيرفت. در اين روش به منظور گسسته¬سازي مقادير جابجايي در معادلات مومنتوم از روش قاعده تواني كه از دقت بالايي برخوردار است، استفاده گرديد. سازگاري ميادين سرعت و فشار نيز با استفاده از الگوريتم پيزو صورت پذيرفته است. در اين مدل¬سازي براي بازسازي سطح تماس از تركيب دو روش VOF و LSكه CLSVOF نام دارد استفاده شده است. اين روش تركيبي باعث تثبيت معادله بقاي جرم شده و از واگرايي آن جلوگيري مي¬كند و همچنين سطح تماس مايع-بخار را با دقت بالايي نمايش مي¬دهد. مدل¬سازي هرچه دقيقتر دو ¬بعدي نيز با استفاده از روش¬هاي مذكور انجام شده است. نتايج بدست آمده در هر دو مورد دو و سه بعدي با ديگر نتايج تحليلي و عددي موجود هم¬خواني دارند. بدين صورت كه در نواحي نازك لايه¬ي بخار مقدار ضريب انتقال حرارت و فرايند توليد بخار بيشتر از نواحي ضخيم آن در يك طول موج ناپايدار است، زيرا گراديان دما در نواحي نازك¬تر بيشتر است. در نهايت تاثير تغيير خواص ترموفيزيكي در عرض لايه بخار مورد بررسي قرار گرفته است، مشاهده شد تغيير خواص مي¬تواند مقدار اندكي عرض لايه بخار را در نواحي ضخيم¬تر افزايش دهد و موجب كاهش ضريب انتقال حرارت در اين ناحيه حرارت گردد. واژه‌هاي كليدي: جوشش لايه¬اي، شبيه¬سازي عددي، ضريب انتقال حرارت، CLSVOF.