تشکیل یخ بر روی سطوح در معرض جریان حاوی قطرات فوق سرد با روش هیدرودینامیک ذرات هموار
نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج)، رفسنجان، ایران
doi
10.22034/ijche.2021.262436.1079چکیده
برای شبیهسازی پدیدۀ سه فازی تشکیل یخ روی یک جسم جامد که در معرض جریان هوای مرطوب قرار دارد، از روش هیدرودینامیک ذرات هموار با فرض قابلیت تراکم ضعیف با در نظر گرفتن معادلات در مختصات سه بعدی استفاده شد. فرض شد که هوا حامل قطرات آب فوق سرد است که در صورت برخورد به سطح جامد بخشی از این قطرات تغییر فاز داده، به یخ تبدیل میشوند. برای توصیف این پدیده معادلات هیدرودینامیک سیال به همراه معادلات موازنۀ انرژی در نظرگرفته و حل شد. از آنجا که بازده جمعآوری سطح بهدست آمده از این روش برای جریان روی کره با آنچه که در منابع بهدست آمده است، مطابقت خوبی داشت اعتبار روش تأیید شد. سپس از این روش برای پیشبینی فرایند تشکیل یخ در شرایط مختلف استفاده شد. از جمله اثر عدد بی بعد استوکس بر بازده محلی جمعآوری و اثر شار حرارتی سطح بر بازده محلی و متوسط تشکیل یخ بررسی شد. مشاهده شد که بازده جمعآوری در مرکز جسم بیشتر بوده و با افزایش عدد استوکس بیشتر میشود. متعاقباً بازده متوسط تشکیل یخ با افزایش شار کاهش مییابد، همچنین بازده کلی تشکیل یخ در مرکز جسم بیشتر و در کنارهها کمتر است.