شماره ركورد
22332
پديد آورنده
لقمان محمدپور
عنوان
تحليل عددي شيب و زبري سطح بر انتقال حرارت تك قطره در چگالش قطره اي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
تبديل انرژي
تاريخ دفاع
1399/3/11
استاد راهنما
دكتر حميد صفاري
دانشكده
مكانيك
چكيده
چگالش بخار اشباع واقع در مجاورت يك ديواره جامد،زماني كه دماي ديواره به زير دماي اشباع بخار مورد نظر برسد،بر روي ديواره جامد اتفاق مي افتد.چگالش مي تواند به دو صورت چگالش لايه اي و چگالش قطره اي اتفاق بيفتد.چگالش لايه اي زماني است كه مايع سطح را تر كند و كل سطح توسط مايع پوشانيده شود. اما اگر فرايند تغيير فاز بخار به مايع به صورت تشكيل قطره هاي جداگانه روي سطح انجام شود،چگالش قطره اي ناميده مي شود.نرخ انتقال حرارت در چگالش قطره اي بيشتر از چگالش لايه اي است چرا كه در چگالش لايه اي،لايه ايجاد شده به مثابه يك مقاومت حرارتي عمل ميكند.در سال هاي اخير چگالش قطره اي به دليل نرخ انتقال حرارت بالاتر،بيشتر مورد توجه پژوهشگران بوده است. در پايان نامه پيش رو سه هدف را دنبال گشته است.اثر افزايش حجم بر روي نرخ انتقال حرارت عبوري از تك قطره،اثر افزايش شيب سطح بر روي نرخ انتقال حرارت عبوري از تك قطره و بررسي اثر زبري سطح بر روي نرخ انتقال حرارت عبوري از تك قطره. جهت شبيه سازي هندسه قطره بر روي سطوح صاف،شيبدار و زبر در راستاي بر آورده سازي اهداف بر شمرده شده،از نرم افزار تكامل سطح بهره گرفته شده است.نرخ انتقال حرارت عبوري از قطره در چگالش قطره اي همواره يك فاكتور مهم بوده است كه پژوهشگران با تغيير عوامل مختلف سعي در ارتقاي آن داشته اند.در اين پايان نامه با استفاده از نرم افزار تجاري انسيس فلوئنت به بررسي شيب سطح جامد بر نرخ انتقال حرارت پرداخته شده است و با شبيه سازي چند زبري با ساختارهاي كيسي و ونزل به بررسي ميزان نرخ انتقال حرارت در زواياي تماس مختلف بررسي گشته است. پس از انجام محاسبات لازم در نهايت مشاهده شد كه براي قطرات كوچك افزايش شيب تاثير زيادي در نرخ انتقال حرارت ندارد اما براي قطرات بزرگ با افزايش شيب،نرخ انتقال حرارت عبوري از قطره افزايش مي يابد.همچين سطوح با زبري كيسي داراي نرخ انتقال حرارت عبوري بيشتري از سطوح صاف و زبر با ساختار ونزل بودند.افزايش تراكم زبري ها در ساختار ونزل نيز منجر به كاهش نرخ انتقال حرارت عبوري از قطره مي شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1399/07/09
عنوان به انگليسي
Numerical analysis of the effect of inclined and rough surfaces on the heat transfer through a single droplet in dropwise condensation
تاريخ بهره برداري
6/1/2021 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
لقمان محمدپور
چكيده به لاتين
Condensation occurs on a solid wall when the surface temperature falls below the local saturation temperature of the adjacent vapor. On specially treated surfaces, liquid droplets will appear at specific nucleation sites. As condensation proceeds, these droplets grow, coalesce with neighboring drops, and may fall off or start to slide down the wall. The process is cyclic and drop instability will prevent the formation of a liquid film. Such a phase-change process, termed dropwise condensation, is heterogeneous, in which vapor condenses in the form of discrete liquid drops on or underneath a cold solid substrate. dropwise condensation can be sustained only on specially textured surfaces. The subject is of interest because of specific features of this mode of condensation. The heat transfer coefficient during dropwise condensation can be quite high, for example, up to 30 times greater than the filmwise mode, when tested with Langmuir-Blodgett surfaces, and 5–20 times better when a promoter layer is. Therefore, dropwise condensation has the potential to diminish the size of heat exchange equipment used in thermal and nuclear power plants. We used Surface Evolver an interactive program for the study of surfaces shaped by surface tension and other energies to for modeling a single droplet on the desired surfaces. The Evolver evolves the surface toward minimal energy by a gradient descent method. After simulating the models using SE, we analysised the ruslets in Ansys Fluent. For the first step the effect of increasing the droplet volume on the heat transfer had been studied and the results has been showing that by increasing the droplet volume the rate of heat transfer passing through the droplet will decrease. By studying the of effect of an inclined surface on the rate of the heat transfer passing through the droplet we noticed that in droplets with small volume, by increasing the inclination angle the rate of the heat transfer will not have a noticeable change. And finally we noticed that the rate of the heat transfer through a droplet on a surface with casey roughness is much higher than than a smooth and wenzel roughness.