مدلسازی cfd تماس گاز-مایع در سیستم های جریان دو فازی

چکیده در این پایان نامه، تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) برای مدلسازی و مطالعه سیستم های دو فازی گاز-مایع بسط داده شد. مدلسازی های سه بعدی cfd برای سه مساله صنعتی انجام شد. در مطالعه موردی اول جریان دو فازی گاز-مایع روی سینی یک برج تماسی مجهز به یک دریچه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش وزن دریچه سبب افزایش سطح تماس گاز-مایع می شود ولی افت فشار سینی را نیز افزایش می دهد. همچنین برای افزایش سطح تماس و بازده سینی، سه دریچه جدید طراحی و ساخته شد. نتایج آزمایشگاهی و مدلسازیها نشان داد که دریچه های جدید ارائه شده در این پایان نامه نسبت به دریچه قبلی دارای کارایی بهتری هستند. در مطالعه موردی دوم رژیم های جریان دو فازی و افت فشار داخل لوله های انتقال مورد بررسی قرار گرفت. رژیم های مختلف و افت فشار جریان دو فازی برای سیستم افقی، عمودی و با شیبهای مختلف با انجام آزمایشات در یک لوله شفاف مورد بررسی قرار گرفت. سه رژیم برای سیستم افقی و سه رژیم جریان برای سیستم عمودی با استفاده از cfd مدلسازی شد. نتایج نشان داد که رژیمهای مختلف جریان دو فازی و افت فشار جریان در داخل لوله ها به خوبی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی قابل پیش بینی است. در مطالعه موردی سوم، جریان و انتقال حرارت همراه تغییر فاز در داخل یک ترموسیفون دو فازی بسته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که افزایش شار حرارتی ورودی به تبخیر کننده از 350 به w500 سبب افزایش بازده حرارتی ترموسیفون می گردد اما افزایش بیشتر شار حرارتی ورودی سبب کاهش بازده می شود. همچنین آزمایشات نشان داد که برای هر مقدار شار ورودی، مقدار بهینه ای برای نسبت پر شدن اولیه وجود دارد. یک برنامه کامپیوتری برای محاسبه انتقال جرم و حرارت پدیده های چگالش و تبخیر نوشته شده و به همراه معادلات کلاسیک cfd حل شد تا جریان ، انتقال حرارت و تغییر فاز در داخل ترموسیفون مدلسازی شود. تطابق خوبی بین پروفایلهای دمای پیش بینی شده توسط مدلسازی و داده های آزمایشگاهی مشاهده شد. از نتایج مدلسازی cfd برای تفسیر مشاهدات تجربی استفاده شد. در مجموع نتایج این پایان نامه نشان داد که رژیمهای مختلف جریان، افت فشار، انتقال حرارت و انتقال جرم در جریانهای گاز-مایع با استفاده از مدلسازی cfd قابل پیش بینی است. کلمات کلیدی: