تحليل رفتار حرارتي سيالات كرايوژنيكي در نواحي نزديك -بحراني درون كانال‌هاي خنك‌كاري

در پژوهش حاضر، رفتار حرارتي متان و هيدروژن در رژيم گذر بحراني در كانال‌هاي خنك‌كاري به صورت عددي تحليل شده است. اين سيالات با فشار فوق‌بحراني و دماي زيربحراني وارد مجراي خنك‌كاري شده و با گرفتن گرما از ديواره داغ با دماي فوق‌بحراني از كانال خارج مي‌شوند. حلگري (S‌o‌l‌v‌e‌r) با استفاده از توسعه‌ي برنامه‌نويسي شي‌گراء C++ در نرم‌افزار اپن‌فوم تدوين شده كه مبتني بر روش حجم محدود است. روابط خواص ترموديناميكي و انتقال متناسب با شرايط سيال خنك‌كننده در رژيم گذربحراني ارائه شده است. همچنين به دليل اهميت پديده‌هاي نزديك ديواره در كانال‌هاي خنك‌كننده، دقت الگوهاي آشفتگي مختلف بررسي شده است. اعتبارسنجي مدل‌هاي به كار گرفته شده با استفاده از داده‌هاي تجربي هيدروژن در مجرايي دايروي انجام شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه شروع و محدوده‌ي افت انتقال حرارت، با محدوده‌ي تغييرات شديد خواص انتقال و دماي ديواره مطابقت دارد. همچنين، اثر دبي جرمي و دماي ديواره بر رفتار حرارتي سيال (مانند افت انتقال حرارت و تغيير حالت سيال) نشان داده شده است.