چگالش قطره اي: تحليل عددي و محاسبه ضريب چگالش

نحوه تشكیل قطره در فرایند چگالش بخار بر اساس قوانین ترمودینامیكی و تغییرات انرژی گیبس با كاربرد روش های عددی به منظور ارزیابی دو فرضیه بررسی گردید. نتایج بدست آمده از كاربرد تئوری-های موجود و دینامیك سیالات محاسباتی یك سیستم در حال چگالش نشان می دهد كه در ابتدا یك لایه بسیار نازك از مایع چگالیده سطح سرد را پوشانده و پس از رسیدن ضخامت به مقدار بحرانی یك میكرومتر، لایه تشكیل شده گسسته می شود و قطره های بسیار ریز مایع روی سطح تشكیل می گردند. در ضمن بر اساس نتایج مدلسازی و شبیه سازی انجام یافته در این پژوهش ضریب چگالش بخار آب در فشار 08/0 اتمسفر 3955/0 بدست آمده است و تایید كننده نتایج حاصل ازتحلیل فرایند انتقال جرم در فصل مشترك بخار- مایع و مقاومت های گرمایی موجود در یك قطره منفرد تشكیل شده در فرایند چگالش قطره ای می باشدكه ضریب چگالش بخار آب را در فشارهای كم در محدوده 2/0 تا 6/0 تخمین می زند.

Initially, various hypotheses in process of forming a droplet from vapor on a cold surface was expressed.To analyze this hypothesis, the condensation process was simulated. In this regard, condensation coefficient and velocity relationship was studied. Computational fluid dynamics simulation of this system showed that condensate initially forms a very thin layer over the cold surface. After reaching its thickness to a critical value, about a micrometer, the layer was broken down and transformed into a set of tiny liquid droplets. In addition, based on simulation results, the condensation coefficient of water vapor at pressure of 0.08 atm was estimated at 0.3955. This data confirms the results of mass transfer process at interface of vapor - liquid and the formed thermal resistance in a single droplet. Furthermore, it approves the existing data on condensation coefficient of water vapor that estimated this parameter within the range of 0.2 to 0.6.