تحلیل عددی جوشش استخری و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی

در دهه های اخیر تحقیقات در زمینه شناخت انتقال حرارت جوشش استخری افزایش زیادی یافته است؛ چرا که جوشش کاربردهای فراوانی در جنبه های مختلف سیستم¬های مهندسی از جمله چگالنده، بویلر نیروگاه، خنک کاری برخی قطعات الکترونیکی و برخی سیستم‎های خنک کاری خودرو دارد. هرچند که به علت پیچیدگی این پدیده، پیشرفت قابل توجهی تاکنون حاصل نشده است. در این پایان نامه سعی شده است که روابط ارائه شده برای پارامترهای جوشش در یکی از معتبرترین مدل های شبیه سازی فرایند جوشش یعنی روش جداسازی شار حرارتی (مدل rpi) برای شبیه سازی جوشش استخری آب بررسی شوند. این مدل سازی بر پایه روش حجم محدود و با استفاده از نرم افزار ansys fluent 14.5.7 انجام شده است. تا پیش از این از مقادیر آزمایشگاهی برای پارامترهای جوشش استخری در مدل rpi استفاده می شد. حال آنکه در این پایان نامه روابط ارائه شده برای پارامترهای جوشش همچون قطر جدایش حباب، چگالی مکان هسته زایی و فرکانس جدایش حباب برای حل جوشش استخری (به دست آوردن رشد و جدایش صحیح حباب و نیز تخمین منحنی شار حرارتی سطح و ضریب انتقال حرارت جوششی) در ظرف استوانه ای شکل البته به صورت دوبعدی (به دلیل حجم بالای محاسبات و زیاد بودن زمان و هزینه محاسباتی) مورد بررسی قرار می گیرند؛ با توجه به نتایج به دست آمده، بهترین روابط ارائه شده برای پارامترهای جوشش، شامل قطر جدایش حباب و چگالی مکان هسته زایی در مدل rpi که تطابق خوبی با نتایج تجربی و آزمایشگاهی داشتند به ترتیب روابط اونال و چاولا معرفی شده اند. نتایج به دست آمده در تخمین شار حراراتی دیواره و ضریب انتقال حرارت جوششی از اعتبار خوبی در مقایسه با نتایج تجربی و آزمایشگاهی برخوردارند.