شبیه سازی فرآیند چگالش بخارآب اشباع بر روی سطح با استفاده از روش شبکه بولتزمن

چگالش قطرات مایع بر روی سطوح جامد به صورت گسترده در طبیعت و فرآیندهای صنعتی رخ می دهد که شامل دستگاه های خنک سازی-برودتی، بویلرهای چگالشی و همچنین دستگاه های هواساز می باشد. فرآیند چگالش به دو صورت قطره ای و فیلمی اتفاق می افتد. چگالش قطره ای که بر روی سطوح هیدروفوبیک(آبگریز) اتفاق می افتد معمولاً زمانی رخ می دهد که ماده چگال سطح را خیس نمی نماید و به همین علت ماده چگال بجای گسترده شدن بر روی سطح شکل قطره را به خود می گیرد و چگالش فیلمی بر روی سطوح هیدروفیلیک(آبدوست) که در حالت پایدار منجر به تشکیل لایه نازکی از ماده چگال بر روی سطح می شود اتفاق می افتد. در سال های اخیر استفاده از روش شبیه سازی شبکه بولتزمن(lbm) که در آن به جای حل معادلات ناویر استوکس از معادلات توزیع بولتزمن استفاده می شود، به منظور شبیه سازی جریان های چند فازی توسعه پیداکرده است که می توان از مزیت های این روش سادگی و سرعت بالاتر حل آن نسبت به روش های شبیه سازی و حل cfd نام برد. شبیه سازی فرآیند چگالش و تغییرفاز درون ریزکانال ها و همچنین مدیریت فاز مایع تشکیل شده درون آن ها از جمله مواردی می باشند که همواره موردتوجه محققان بوده اند. راهکار های مختلفی به منظور حذف مایع تشکیل شده از کانال مورد توجه قرار گرفته است که می توان از ایجاد جریان های اجباری درون کانال برای حذف مایع تشکیل شده درون کانال نام برد. اما ازآنجائیکه ایجاد جریان های اجباری نیز نیازمند به صرف هزینه می باشد، می توان با تغییر موقعیت کانال و استفاده بهینه از نیروهای خارجی موجود مانند نیروی گرانش اقدام به تخلیه مایع تشکیل شده از کانال نمود. در این پایان نامه فرآیند چگالش فیلمی و چگالش قطره ای درون ریزکانال زاویه دار، تحت میدان گرانش در زوایای مختلف نسبت به سطح و همچنین رفتار دینامیکی قطرات در طول فرآیند چگالش با استفاده از روش چند فازی شبکه بولتزمن، که توانایی ترکیب کردن اثرات متقابل، شامل اثر متقابل بین سیال با سیال و اثر متقابل بین سیال با جامد را دارد شبیه سازی می گردد.