۸۳۰۷پ
per
مطالعه تجربی جریان های دو فازی حبابی گاز-مایع در یک مایع ساکن در حضور میدان الکتریکی با ولتاژ بالا
: فنی و مهندسی مکانیک
چاپی
کارشناسی ارشد
مکانیک - تبدیل انرژی
۱۳۹۰/۱۱/۲۰
تبریز
امروزه یکی از چالش های پیشروی محققین در رابطه با جریان های دو فازی، استفاده از تکنیک های افزایش انتقال جرم و حرارت جهت بالا بردن بازده واحد های صنعتی می باشد .یکی از این روش های فعال، استفاده از میدان الکتریکی با ولتاژ بالا است که اصطلاحا الکتروهیدرودینامیک (EHD) نامیده می شود .استفاده از این روش در واحد های صنعتی مدرن، به علت توان مصرفی پایین در مقایسه با راندمان آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است .در این پایان‌نامه، رفتار هیدرودینامیکی ستون حباب هوا تحت تأثیر میدان الکتریکی یکنواخت مورد مطالعه قرار گرفت .بررسی های آزمایشگاهی نشان داد که تحت تأثیر میدان یکنواخت، حباب های در حال رشد از روزنه ها خارج شده وتحت اثر میدان به سمت یکدیگر منحرف شده و با هم برخورد می کنند واین برخورد منجر به ترکیب یا برخورد بازگشتی بین حبابها می گردد .اگرچه مقدار این نیروی محرک الکتریکی در عمل ممکن است کوچک باشد، اما در غیاب نیروهای شناوری و وزن که در اغلب کاربردهای فضایی اتفاق می افتد، این نیرو می تواند ابزار بسیار مناسبی برای جدایش حباب از روی سطح محسوب شود .همچنین اعمال میدان الکتریکی موجب افزایش آهنگ جدایش حباب ها از روی سطح می شود .این تغییر رفتار موجب می شود که مقدار گرمای بیشتری توسط فاز بخار از روی سطح گرم به داخل مایع منتقل شود .بعلاوه، حرکت حباب های جدا شده در داخل سیال که این بار با شدت بیشتری انجام می گیرد، می تواند با ایجاد حرکت های اجباری در محیط سیال، موجب افزایش نرخ انتقال گرما مبادله شده شود .بنابراین با انتخاب آرایش الکترودی مناسب، علاوه بر کنترل رفتار حباب می توان نرخ انتقال گرما و جرم را در فرایند های مرتبط با جریان دو فازی گاز-مایع افزایش داد .
Application of external electric field to enhance the rate of heat and mass transfer between drops and bubbles in multiphase systems has been of particular concern in multiple industries such as bubble column reactors (BCR), chemical and biochemical processing, heat exchangers and condenser manufacturing, and aerospace engineering. Among different gas-liquid systems, bubble column design is a key issue for engineering applications. The primary function of the BCR's is to mix the liquid phase while the gas phase provides agitation which subsequently enhances the rate of heat and mass transfer in the reactor. In this regard, several parameters such as bubble break-up, coalescence, dispersion rates, bubble rise velocity, bubble size distribution, gas-liquid interfacial area concentration distribution, and the extent of liquid phase back mixing affect bubble column performance. In the present work, the effects of a uniform electric field on the formation, detachment,coalescence and bouncing of pair bubble column surrounded by a dielectric liquid were studied experimentally. In experiments, air bubbles were injected into the transformer oil at a constant flow rate through nozzles inserted at the bottom wall of the test cell. During the experiments, the behavior of bubbles was recorded continuously and the position, shape and volume departure of the bubbles were digitally extracted from the sequential frames with the aid of the graphical software The results show that application of an external electric field significantly changes the size, detachment frequency and the pattern of the bubble column. By increasing in electrical potential, the bubble growth time and departure volume (bubble size) decreases continuously due to the electrical stress on the bubble surface. Moreover, at sufficiently high electric potential, the electric field intensifies the bubble collision and coalescence which subsequently leads to more enhancement of heat and mass transfer in the reactor. These changes in bubble behavior under electric field will intensify the local flow and turbulence within the thermal boundary layer, reduce the thermal resistance, and then enhance the rate of heat transfer in nucleate boiling process
عبدی، داود
اسماعیل زاده، اسماعیل، استاد راهنما
طلعتی، فرامرز، استاد راهنما
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
