فصل اول: مقدمه
1-1- انتقال حرارت در مینی و میکرو کانال ها……………….. 2
1-2- جوشش ……………………………………………. 3
1-2-1- جوشش استخری …………………………………. 4
1-2-2- جوشش جریانی …………………………………. 6
1-2-2-1 جوشش در کانال عمودی …………………………. 6
1-2-2-2 جوشش در کانال افقی ………………………….. 7
1-3- میعان……………………………………………. 9
1-3-1- فیلم میعان ………………………………….. 9
1-3-2- میعان قطره ای ……………………………….. 10
1-3-3- مقایسه میعان فیلمی و قطره ای ………………….. 11
1-4- کانال های مینی و میکرو…………………………….. 11
1-4-1- دسته بندی کانال ها …………………………… 13
1-4-2- رژیم های جریان دو فاز در میکروکانال ها …………. 15
1-5- هدف از پژوهش حاضر…………………………………. 16
فصل دوم: مروری بر کارهای گذشته
2-1- مروری بر کارهای گذشته …………………………….. 18
فصل سوم: مروری بر حل عددی جریان دو فازی
3-1- فرم کلی معادلات سیال……………………………….. 24
3-2- حل عددی جریان دوفاز……………………………….. 25
3-2-1- روشهای اویلری حل جریان………………………… 26
3-2-2- روشهای مستقیم………………………………… 29
3-2-3- معادلات حاکم بر جریان دو فاز همدما………………. 35
3-3- روش حجم محدود…………………………………….. 38
3-4- الگوریتم پیزو…………………………………….. 42
فصل چهارم: اعتبارسنجی کد عددی
4-1- مدل تغییر فاز…………………………………….. 45
4-1-1- مدل انتقال جرم لی…………………………….. 45
4-2- معادلات حاکم بر جریان دو فاز غیر همدما……………….. 50
4-3- آزمون مطالعاتی کد دوفاز……………………………. 53
4-3-1- آزمون ایستا………………………………….. 53
4-3-2- آزمون دینامیک………………………………… 55
4-3-3- مدل سازی خیزش حباب……………………………. 58
4-3-3-1- ارزیابی…………………………………. 59
4-3-3-2- بررسی رژیم جریان های مختلف………………… 62
4-4- آزمون مطالعاتی کد دوفاز همراه با انتقال جرم………….. 64
4-4-1- مسئله استفان ………………………………… 64
4-4-1-1- حالت تبخیر………………………………. 64
4-4-1-2- حالت میعان………………………………. 68
4-4-2- فیلم جوشش دو بعدی ……………………………. 69
فصل پنجم: نتایج
5-1- شبیه سازی فیلم میعان در کانال عمودی…………………. 76
5-2- شبیه سازی جریان جوشش فروسرد در مینی کانال افقی……….. 83
5-2-1- مدل هندسه و شرایط مرزی………………………… 83
5-2-2- بررسی اثر شار حرراتی در تغییرات رژیم جریان………. 84
5-2-3- تاثیر دبی ورودی کانال در نحوه تشکیل رژیم جریان و انتقال حرارت 86
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادها
6-1- نتیجه گیری……………………………………….. 88
6-2- نظرات و پیشنهادها جهت ادامه کار…………………….. 89
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شكل (1-1) جوشش استخری………………………………….. 5
شكل (1-2) رژیم جریان و مکانیزم انتقال حرارت در جوشش جریانی…. 7
شكل (1-3) رژیم جریان در کانال افقی جوشش جریانی……………. 8
شكل (1-4) تشکیل فیلم میعان بر روی سطح……………………. 9
شكل (1-5) تشکیل میعان قطره ای بر روی سطح…………………. 10
شكل (3-1) سطح مشترک بین دوفاز…………………………… 27
شكل (3-2) آغشتگی سطح مشترک……………………………… 35
شكل (3-3) تفاوت حجم کنترل و حجم سلول…………………….. 39
شكل (4-1) حباب کروی در سیال نامتناهی…………………….. 53
شكل (4-2) مقایسه توزیع فشار از حل عددی معادلات ناویر استوکس و جواب تحلیلی یانگ لاپلاس……………………………………………. 54
شكل (4-3) تغییر شکل حباب در یک دوره تناوب………………… 56
شكل (4-4) مقایسه فرکانس از حل عددی با رابطه لامب…………… 58
شكل (4-5) تاثیر چگالی بر شکل نهایی حباب………………….. 60
شكل (4-6) تاثیر کشش سطحی بر شکل نهایی حباب……………….. 61
شكل (4-7) نتایج شبیه سازی خیزش حباب در رژیم جریان های مختلف… 63
شكل (4-8) مقایسه نتایج شبیه سازی با رژیم حباب گریس………… 63
شكل (4-9) مسئله استفان برای حالت تبخیر…………………… 65
شكل (4-10) مقایسه مکان سطح مشترک از شبیه سازی و حل تشابهی مسئله استفان 67
شكل (4-11) موقعیت سطح مشترک در زمان‌های مختلف در حالت تبخیر…. 67
شكل (4-12) توزیع دما در طول دامنه برای حالت تبخیر در T=100s…. 68
شكل (4-13) مسئله استفان برای حالت میعان…………………… 68
شكل (4-14) موقعیت سطح مشترک در زمان‌های مختلف در مسئله استفان در حالت میعان……………………………………………………. 69
شكل (4-15) توزیع دما در طول دامنه برای حالت میعان در T=100s…. 69
شكل (4-16) دامنه محاسباتی و شرایط مرزی فیلم جوشش………….. 71
شكل (4-17) تشکیل فیلم جوشش به صورت تناوبی در شبکه‌بندی درشت…. 73
شكل (4-18) نمودار تغییرات ناسلت در طول زمان برای حالت تناوبی.. 73
شكل (4-19) تشکیل فیلم جوشش با ساختار قارچی در شبکه‌بندی ریز…. 73
شكل (4-20) الگوریتم پیشنهادی حل تغییر فاز………………… 74
شکل (5-1) رژیم های جریان میعان فیلم روی دیوار عمودی……….. 77
شكل (5-2) شرایط مرزی فیلم میعان…………………………. 77
شكل (5-3) توزیع کسر حجمی مایع در کانال…………………… 79
شكل (5-4) توزیع دمایی کانال…………………………….. 79
شكل (5-5) موقعیت کسر حجمی در مرکز میعان فیلم مایع ………… 80
شكل (5-6) توزیع دما در مرکز میعان فیلم مایع………………. 80
شكل (5-7) مقایسه ضریب انتقال حرارت برای دو حالت کشش سطحی…… 81
شكل (5-8) مقایسه مرکز جرم حباب در دماهای فروسرد مختلف………………………………………………………………………….. 82
شكل (5-9) مقایسه ضریب انتقال حرارت برای دو حالت کشش سطحی…… 82
شكل (5-10) هندسه و شرایط مرزی به‌کاررفته در شبیه‌سازی………… 84
شكل (5-11) ) تغییرات رژیم جریان در طول مینی کانال افقی الف) ب) ج) د) …………………………………………………………………………………..85
شكل (5-12) تغییرات رژیم جریان و انتقال حرارت در طول لوله حرارتی با هیت سینک الف) ب) ج) .. 86
شكل (5-13) توزیع دمای متوسط دیوار پایینی مینی کانال……….. 87
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول( 1-1) معیار انتقال بر حسب قطر هیدرولیکی……………… 13
جدول( 2-1) مروری بر مقالات………………………………. 22
جدول( 4-1) داده‌های فیزیکی آزمون ایستا……………………. 55
جدول( 4-2) داده‌های مدل‌سازی آزمون دینامیک…………………. 57
جدول( 4-3) تاثیر نسبت چگالی بر عدد رینولدز نهایی………….. 59
جدول( 4-4) تاثیر نسبت ویسکوزیته بر عدد رینولدز بحرانی……… 60
جدول( 4-5) داده ها و اطلاعات مدل سازی خیزش حباب……………. 62
جدول( 4-6) داده‌های اطلاعاتی مسئله استفان………………….. 81
جدول( 4-7)داده های اطلاعاتی فیلم جوشش…………………….. 66
جدول( 5-1) داده های اطلاعاتی میعان فیلم مایع………………. 78
جدول( 5-4) داده‌های مسئله و خواص فیزیکی آب در دمای اشباع……. 84
فهرست علائم و نشانه‌ها
سطح مقطع |
|
ثابت |
|
گرمای ویژه |
|
عدد کاپیلاری |
|
قطر |
|
انرژی مخصوص |
|
عدد اتوس |
|
نشانگر فاز |
|
گرانش |
|
ضریب انتقال حرارت |
|
آنتاپی تبخیر |
|
ماتریس همانی |
|
شار جرمی در واحد حجم |
|
هدایت گرمایی |
|
گرمای نهان |
|
طول لاپلاس |
|
مد نوسانی |
|
بردار عمود بر سطح مشترک |
|
فشار |
|
عدد انسورج |
|
دبی حجمی |
|
ثابت گازها، شعاع |
|
شدت انتقال جرم |
|
عدد رینولدز |
|
مقاومت حرارتی سطح مشترک |
|
عدد اسکالر، سطح سلول |
|
دمای سیال |
|
سرعت |
|
حجم |
|
بردار موقعیت |
|
علائم یونانی
حجم سیال، نسبت پوچی |
|
ضریب تطابق |
|
ضریب تبخیر، دبی حجمی جریان |
|
تابع دلتا دیراک |
|
انحنای سطح مشترک |
|
لزجت |
|
حجم مخصوص |
|
چگالی |
|
تنش سطحی |
|
ضریب تبخیر |
|
ضریب میعان |
|
تانسور تنش |
|
فاصله از سطح مشترک، پویایی جنبشی |
|
زیرنویس
حباب |
|
معادل |
|
گاز |
|
سطح مشترک |
|
مایع |
|
کوچک |
|
اشباع |
|
بخار |
|
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.