مدل‌سازی جریان و انتقال حرارت دوفازی در داخل کانال و اطراف لوله با روش لتیس بولتزمن

نویسندگان

1 گیلان*مهندسی مکانیک

2 دانشجوی دکتری، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 دانشگاه تهران

doi
10.22060/mej.2019.16044.6272
چکیده

تعیین مشخصه‌های دینامیکی و دمایی جریان دوفازی داخل کانال و فیلم‌ریزان روی لوله از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به تأثیر عمده نیروی کشش سطحی و حجم محاسبات مرتبط با دقت و پایداری محاسبه نیروهای ریزمقیاس، کاربرد روش مسکوسکوپیک لتیس بولتزمن در حال گسترش است. در این مطالعه با استفاده از روش لی و مدل میدان فازی و همچنین روش اسکالر منفعل دمایی، جریان و انتقال حرارت فیلم مادون‌سرد ریزان داخل کانال بخار و اطراف لوله افقی مدل‌سازی شده است. شرط‌های مرزی بهینه برای سطوح منحنی و مرزهای جانبی در حالت باز و بسته بررسی شده است. نسبت چگالی مدل‌سازی ۲۰، نسبت سایر خواص مطابق با سیال آب و قطر خارجی لوله 9/28میلی‌متر است. میدان جریان، دما، و فشار ارائه و جزئیات رفتاری از جمله روند پیشروی مرز مشترک، جریان‌های چرخشی و ناسلت مشخص شده است. اعتبار روش بر اساس قانون لاپلاس، مدل همرفت دوفازی رایلی-بنارد، تغییرات لایه مرزی حرارتی با ضخامت فیلم‌ریزان روی لوله، اثر رینولدز بر ناسلت، و بقای جرم دامنه تعیین شده است. بر اساس نتایج، این روش در مدلسازی جریان و انتقال حرارت دوفازی اطراف سطوح منحنی با حفظ پایداری در نسبت پارامترهای فیزیکی ارائه شده از دقت مناسب برخوردار است.