شبيه سازي جريان دو فازي و بررسي اثر زبري در انتقال حرارت درميكرو كانال ها

Simulation of two-phase flow and heat transfer effect of roughness in channels Drmykrv

جريان جوشش به دو دليل در خنك كاري از جريان مايع تكفازي بهتر مي باشد: ضريب انتقال حرارت بالا در طي جريان جوشش -قابليت عبور حرارت بالا˓ براي يك نرخ جريان جرمي خاص در كانالهاي كلاسيك زبري موجود روي سطح كانال در مقايسه با قطر كانال اندازه قابل ملاحظه اي نداشت. يكي از روش هاي بررسي اثر زبري روي ميكرو كانالها ايجاد زبري هاي مصنوعي روي سطح ميكرو كانالها با اشكال مختلف بود. آزمايشاتي در اين زمينه انجام گرفت و روابط جديد هم پيشنهاد شد. همچنين شبيه سازي كامپيوتري هم براي آن انجام گرفت البته اكثر آزمايشها براي جريان هاي تكفاري در ميكرو كانال بود. بحث جوشش جريان(جريان دو فازي) در ميكرو كانالها از مباحث جديد و نو مي باشد. آزمايشهايي در اين زمينه انجام گرفته است ولي بررسي اثر زبري روي جوشش جريان تا كنون مورد كنكاش اساسي قرار نگرفته است. اين تحقيق به منظور مطالعه عددي اثر زبري بر روي جريان دوفازي در ميكرو كانال، ميني كانالها، مقايسه آن با نتايج آزمايشگاهي مربوطه و همچنين ميزان تاثير اين اثر در ميزان افت فشار در آنها انجام مي گيرد. مطالعه عددي بر روي جريان جوشش نيتروژن در ميكروكانالهاي در محدوده 500 ميكرون تا 2 ميليمتر با زبري نسبي سطح در محدوده 0.0003 تا 0.005 بررسي مي گردد. ميزان ضريب انتقال حرارت با تغييرات كيفيت بين 0 تا 1و تغييرات شار جرمي در محدوده 400 تا 3000 kg/m2.s در نظر گرفته و نتايج عددي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه مي شوددر نهايت نتايج زير بدست آمد: 1. هرچقدر زبري نسبي بيشتر باشد ضريب انتقال حرارت نيز بيشتر خواهدشد. 2. با افزايش قطر كانال در زبري ثابت، ابتدا ضريب انتقال حرارت افزايش و سپس كاهش مي يابد. 3. هر چقدر كيفيت جرمي ورودي بيشتر باشد، ضريب انتقال حرارت كاهش مي يابد.