مدلسازی یک بعدی انتقال حرارت دوفازی در ساختار متخلخل دوگانه

ساختارهای متخلخل با افزایش مساحت تبادل گرما بین سطح و سیال و ایجاد نیروی مویینگی با تراوایی زیاد، نقش موثری در بهبود عملکرد تجهیزات انتقال حرارت دوفازی مانند لوله های گرمایی دارند. در ساختارهای جدید متخلخل (ساختارهای دوگانه)، دو توزیع مختلف اندازه حفره بکار گرفته می شود. حفره های کوچک باعث افزایش نیروی مویینگی و رساندن مایع به سطح شده و حفره های بزرگ با افزایش تراوایی فاز بخار به فرار بخار کمک می نمایند. هدف اصلی این پژوهش، حصول درک کامل تری از عملکرد قسمت اواپراتور لوله های حرارتی و مقایسه عملکرد دو نمونه ساختار متخلخل دوگانه می باشد. در این راستا ابتدا از مدل کوالف برای تعیین احتمال حضور هر فاز در حفره های با توزیع اندازه مشخص استفاده شده است. خواص ترموفیزیکی سیال و محیط نظیر خواص ترمودینامیکی سیال، اشباع و تراوایی فازها و ضریب هدایت حرارت ماتریس فلزی نیز از روی هندسه و روابط تجربی به دست می آیند. سپس معادلات بقا برای هر دو فاز درون دامنه حل شده و نتایج انتقال حرارت یک بعدی در یک محیط متخلخل دوگانه، به صورت نمودار شار حرارتی بر حسب اختلاف دمای جامد و سیال ارائه شده ‏است. نتایج به دست آمده نشان می دهند کاهش اندازه حفره های کوچک و افزایش اندازه حفره های بزرگ موجب بهبود عملکرد فتیله می شود.