شبیه‌سازی جوشش استخری روی یک صفحه عمودی دارای شیار مثلثی و دایره‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

امروزه از انتقال حرارت جوشش استخری در بسیاری از تجهیزات صنعتی و کاربردهای مهندسی استفاده می‌شود. انتقال حرارت جوشش استخری در مقایسه با انتقال حرارت تکفازی، به دلیل استفاده از ظرفیت گرمای نهان تبخیر مایعات، ظرفیت انتقال حرارت بیشتری دارند. ازاین‌رو در این مقاله به بررسی انتقال حرارت جوشش استخری روی صفحه عمودی صاف و شیاردار مثلثی و دایره‌ای با استفاده از شبیه‌سازی‌های عددی پرداخته شده است. در مطالعات انجام شده اثر افزودن دو نوع شیار مثلثی و دو نوع شیار دایره ای با ابعاد متفاوت و نیز چهار دمای سطح گرمایش مختلف بررسی شده است. به منظور مدل‌سازی جریان دوفازی در این مقاله از روش حجم سیال استفاده و معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. نتایج به دست آمده نشان داده است که اضافه کردن شیارهای مثلثی و دایره‌ای روی سطح گرمایش منجر به افزایش متوسط شار حرارتی خواهد شد. در حالت سطح شیاردار مثلثی، مقدار شار حرارتی متوسط وارد شده به مایع آب بین 128% تا 177% افزایش پیدا کرده است. با ایجاد شیار دایره‌ای، در نهایت مقدار شار حرارتی متوسط به مقدار 69% تا 105% افزایش داشته است. همچنین مقدار بخار آب نیز در حالت سطح شیاردار مثلثی 160% تا 340% و در حالت سطح شیاردار دایره‌ای بین 101% تا 155% افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Pool Boiling Simulation on Vertical Plate with Triangular & Circular grooves

نویسندگان [English]

  • Shahram Talebi
  • Nazila Makulati
Mechanical Engineering Department, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Today, pool boiling heat transfer is used in many industrial equipments and engineering applications. Pool boiling heat transfer compared to single-phase heat transfer has a higher heat transfer capacity due to the use of latent heat evaporation of liquids. Therefore, in this study, the pool boiling heat transfer on a flat vertical plate and plate with triangular and circular grooves have been investigated using numerical simulations. In studies, the effect of adding two types of triangular grooves, two types of circular grooves with different dimensions and four heating surface temperatures has been investigated. In order to simulate the two-phase flow in this study, the volume of fluid method was used and the governing equations were solved using the finite volume method. The obtained results showed that adding triangular and circular grooves on the heating surface will increase the average heat flux. In the triangular grooved surface case, the average heat flux which entered to liquid increased between 128% to 177%. By using circular groove, the average heat flux aguments about 69% to 105%. Also, the water vapor value in the triangular grooved surface case incresead between 160% to 340% and in the circular grooved surface case rises between 101% to 155%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pool Boiling
  • Vertical Plate
  • Triangular Groove
  • Circular Groove
  • Volume of Fluid Method