شبیه سازی عددی جوشش هسته زایی جریان سیال مادون سرد درون لوله ی عمودی

پدیده ی جوشش کاربرد بسیار وسیعی در صنعت به ویژه در صنعت تولید انرژی داراست. از طرفی بررسی آزمایشگاهی جوشش در بسیاری از موارد فرآیندی غیراقتصادی، زمان بر و خطرناک است. به همین دلیل شبیه سازی این فرآیند می تواند به تحقیقات در این زمینه کمک نماید. در این پایان نامه، جوشش هسته-زایی جریان سیال مادون سرد درون لوله ی عمودی توسط نرم افزار ansys fluent (14.5.7) شبیه-سازی شده است. جهت اعتبارسنجی نتایج، از داده های آزمایشگاهی دبورا استفاده گردیده، همچنین مقایسه ای با کارهای عددی دیگران انجام پذیرفته است. جهت تولید هندسه و شبکه بندی آن از نرم افزار گمبیت استفاده شده است. جهت مقایسه، نتایج توزیع شعاعی پارامترهای کسر حجمی، دمای مایع و قطر حباب ها در خروجی لوله مورد بررسی قرار گرفته اند. اثر پارامترهای انتقال حرارت بین فازی، نیروی لیفت، ضریب پخش آشفته، ضریب زمان انتظار حباب و دمای اشباع سیال بر بهبود نتایج شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. انتخاب مدل های مختلف نیروی لیفت تاثیر چندانی روی نتایج نداشته و تغییر در مدل انتقال حرارت بین فازی تاثیر کمی بر کسر حجمی بخار و دمای مایع داشته است. افزایش ضریب پخش آشفته موجب کاهش خطای توزیع حباب ها و دمای مایع با داده های تجربی شده اما از طرفی کاهش شدید مقادیر کسر حجمی را در بر داشته است. با تغییراتی در ضریب زمان انتظار حباب میزان کسر حجمی بخار تطابق بهتری با داده های آزمایشگاهی پیدا کرده اما از طرف دیگر اختلاف پیش بینی دمای مایع و قطر حباب ها بیشتر شده است. تغییر در دمای اشباع سیال نیز موجب افزایش حباب تولیدی شده اما از طرفی موجب پیش-بینی کمتر دمای مایع و پیش بینی بیشتر قطر حباب ها گردیده است. در مجموع نتایج بدست آمده توسط نرم-افزار فلوئنت در این تحقیق نسبت به کار عددی دیگران در پیش بینی کسر حجمی بخار و شعاع حباب ها عملکر مناسب تری داشته است.