عنوان

مطالعه عددی جوشش مادون سرد نانوسیال در یک حلقه متقارن

IR

۳۷۶۶پ

فارسی

IR

مطالعه عددی جوشش مادون سرد نانوسیال در یک حلقه متقارن

[پایان‌نامه]

NUMERICAL STUDY OF SIMULATION OF SUBCOOLED BOILING A NANOFLUID IN ANNULAR TUBE

/سید محسن نقیب زاده

: مهندسی مکانیک

، ۱۳۹۸

۱۱۴ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی

۱۳۹۸/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

انتقال حرارت جوشش یکی از انواع موثر و کارآمد در فرآیندهای انتقال حرارت صنعتی می‌باشد .بالا بودن ضریب انتقال حرارت جوشش سبب شده است که پژوهش در این زمینه از اهمیت بالایی برخوردار باشد .در کار حاضر جریان جوشش مادون سرد آب در یک لوله‌ی عمودی و همچنین نانوسیال آلومینا در یک لوله‌ی حلقوی عمودی، تحت شار حرارتی ثابت دیوار به صورت دائم، با استفاده از نرم‌افزار Ansys Fluent به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است .برای شبیه‌سازی مدل دو فازی از مدل اویلری و برای مدل‌سازی فرآیند جوشش روی دیواره از مدل RPI استفاده شده است .به منظور افزایش دقت نتایج، ابتدا تاثیر مدل‌های مختلف آشفتگی و برهم کنش بین فازی بر نتایج شبیه‌سازی مورد بررسی قرار گرفته است .با مقایسه نتایج عددی با کار تجربی، بهترین مدل‌های مربوط به نیروهای برهم‌کنش شامل نیروی پسا، نیروی برا، نیروی لغزندگی دیواره، نیروی پخش آشفتگی و نیروی برهم‌کنش آشفتگی به ترتیب مدل‌های ایشی، موراگا، آنتال، لوپز-دی‌برتاندو و تروشکو-حسن می‌باشد .همچنین مدلSST k - به عنوان بهترین مدل آشفتگی برای ادامه کار در نظر گرفته شد .در ادامه اثر شار حرارتی، دبی جرمی و فشار اشباع بر پارامترهای موثر بر جریان جوشش مادون سرد آب مانند کسر حجمی بخار، دمای مایع، دمای دیواره، توزیع فشار، انرژی جنبشی توربولانسی، قطر حباب، دمای سوپرهیت دیواره و ضریب انتقال حرارت بررسی شده است .نتایج نشان می‌دهد که با آغاز فرآیند جوشش مقدار ضریب انتقال حرارت و افت فشار جریان دو فازی جوشش به شکل قابل توجهی افزایش می‌یابد .علاوه بر آن با افزایش شار حرارتی ثابت روی دیواره و کاهش دبی جرمی سیال ورودی، پارامترهای کسر حجمی بخار، دمای دیواره، دمای مایع، انرژی جنبشی توربولانسی، دمای سوپرهیت دیواره و قطر جدایش حباب افزایش می‌یابد .در ادامه پژوهش اثر جاذبه ناچیز=(g ۵.۰m/s

In this study, subcooled flow boiling of water in a vertical tube, as well as water-AL_2 O_3 nanofluid flow a vertical annulus, have been investigated numerically under the constant heat flux condition. The upward flow in the vertical direction and the stady state boiling process is assumed. To simulate the Eulerin two-phase model and RPI model are used for the boiling process on the wall are considered in the simulations. In order to increase the accuracy of the result, the effects of different models of turbulence and interphase interactions on the simulations results have been investigated. Comparing the numerical results with experimental data, the best models for interaction forces including drag force, lift force, wall lubrication force, Turbulent dispersion force and Turbulence interaction force are obtainedas Ishii, Moraga, Antall-et-al, Lopez-de-bertando and Troshko-hassan respectively. Furthermore, SST k- model is obtained as considered as the most accurate for turbulence modeling. In the next section, the effect of heat flux, mass flux and saturation pressure on the main parameters of the subcooled flow boiling such as vapor fraction, liquid temperature, wall temperature, pressure distribution, turbulent kinetic energy, bubble diameter, wall Superheat temperature and heat transfer coefficient have been investigated. The results show that with the onset of the boiling process, the amount of heat transfer coefficient and the pressure drop of the two-phase boiling current increase significantly. In addition, by increasing the constant heat flux on the wall and reducing the mass flow rate of the inlet fluid, the parameters of the vapor volume fraction, wall temperature, liquid temperature, turbulent kinetic energy, wall superheat temperature and bubble departure diameter increase. In addition, the effect of microgravity and hypergravity on the volume fraction and heat transfer coefficient have been investigated and the results show that with increasing the gravity the volume fraction decreases and the heat transfer coefficient increases. Finaly, the effect of water-AL_2 O_3 with 1, 2 and 4 concentrations on subcooledflow boiling and critical heat flux are investigated. The results show that in fixed mass flow rate mode by adding nanoparticles to the base fluid, the vapor volume fraction and the heat transfer coefficient decreases by 7 and increases by 17 , respectively and the critical thermal flux is improved

ba

NUMERICAL STUDY OF SIMULATION OF SUBCOOLED BOILING A NANOFLUID IN ANNULAR TUBE

انتقال حرارت

جوشش مادون سرد

نانوسیال

مدل‌های برهم‌کنش

مدل اویلری

Heat transfer, Subcooled flow boiling, Interactions model, Eulerian model, nanofluid

انتقال حرارت، جوشش مادون سرد، نانوسیال، مدل‌های برهم‌کنش، مدل اویلری

نقیب‌زاده، سید محسن

گوهرخواه، محمد، استاد راهنما

ایران

20230812

مکانیک ،۸۰۴۳۸ ،۱۳۹۸

ن‌راقتم‍ ه‌قلح‍ ک‌ی‍ رد ل‌ایسونان‍ درس‍ ن‌ودام‍ ش‌شوج‍ ی‌ددع‍ ه‌علاطم‍.pdf

عادی

عادی

3766.pdf

p80438.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۷۶۶

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y