Title of article :
The Effect of Linear Change of Tube Diameter on Subcooled Flow Boiling and Critical Heat Flux
Author/Authors :
DolatiAsl, K Department of Mechanical Engineering - University of Hormozgan, BandarAbbas, Iran , Bakhshan, Y Department of Mechanical Engineering - University of Hormozgan, BandarAbbas, Iran , Abedini, E Department of Mechanical Engineering - University of Hormozgan, BandarAbbas, Iran , Niazi, S Department of Mechanical Engineering - University of Hormozgan, BandarAbbas, Iran
Pages :
8
From page :
1590
To page :
1597
Abstract :
One of the major industry problems is the flow boiling, where reaching to the critical heat flux (CHF) condition can lead to a temperature jump and damage of the systems. In the present study, the effects of a uniform change in tube diameter on subcooled flow boiling and CHF was numerically investigated. The Euler-Euler model was used to investigate the relationship between the two liquid and vapor phases. The ANSYS Fluent code was used for simulation. According to the results, a linear increase in the tube diameter leads to increase of vapor volume fraction adjacent to the tube wall, as compared to a regular tube with a fixed-diameter, which leads to increase of the tube wall temperature due to the low value of the heat transfer coefficient. At CHF conditions, where the tube wall temperature is much higher than that in subcooled flow boiling, an increase in tube diameter may lead to higher tube wall temperature before the temperature jump, as compared to the post-jump temperature of a tube with a constant diameter. The best approach for decreasing the tube wall temperature was found to be a linear decrease in tube diameter. For the tube diameter change angles of θ < - 0.0383°, tube wall temperature exhibited a decreasing trend from the inlet of the tube to its end.
Farsi abstract :
يكي از مسائل مهم در صنايع، جوشش جريان سيال است كه رسيدن به شرايط شار حرارتي بحراني، منجر به وقوع پرش دمايي و ايجاد خسارت به سيستم ها مي شود. در مطالعه حاضر به بررسي عددي تاثير تغيير يكنواخت قطر لوله بر جوشش جريان سيال مادون سرد و در شرايط شار حرارتي بحراني پرداخته شده است. مدل اوپلر-اويلر براي تحليل ارتباط بين دو فاز مايع و بخار مورد استفاده قرار گرفته است. براي انجام شبيه سازي ها نيز از نرم افزار انسيس فلوئنت استفاده شده است. با توجه به نتايج بدست آمده، در مقايسه با لوله معمولي داراي قطر ثابت، افزايش قطر لوله سبب افزايش كسر حجمي بخار در كنار ديواره لوله مي شود كه با كاهش مقدار ضريب انتقال حرارت از ديواره لوله به جريان سيال، سبب افزايش مقدار دماي لوله مي شود. در محدوده شار حرارتي بحراني كه مقدار دماي ديواره لوله نسبت به شرايط جوشش مادون سرد بيشتر است، افزايش مقدار قطر لوله نسبت به شرايط لوله با قطر ثابت، افزايش دماي لوله قبل از پرش ناگهاني دما را در پي دارد. بهترين روش براي كاهش دماي ديواره لوله، كاهش قطر لوله است. در شرايط تغييرات قطر لوله با زاويه -> 8، 0 / 0383 دماي ديواره لوله از ابتدا تا انتهاي لوله نسبت به لوله با قطر ثابت، داراي كاهش است.
Keywords :
Fluid Flow Boiling , Critical Heat Flux , Euler-Euler Model , Changing Diameter
Journal title :
International Journal of Engineering
Serial Year :
2020
Record number :
2568243
Link To Document :
بازگشت