تاثیر برخورد چندین قطره بر انجماد ماده تغییر فاز دهنده: یک بررسی تجربی

برخورد قطره کاربردهای مختلفی دارد و معمولا در فرآیندهای واقعی چندین قطره به جای یک قطره تنها حضور دارد. به عنوان نوآوری، این پژوهش به صورت تجربی روی مسئله برخورد همزمان دو قطره اتانول به ماده تغییر فاز دهنده (PCM) مذاب در بازه وسیعی از دمای سطح ماده تغییر فاز دهنده (°C ۷۰ تا °C ۹۵)، عدد وبر (۱۷۹ تا ۴۶۴) و فاصله افقی میان قطره ها (۰۲/۴ تا mm ۰۶/۱۲) متمرکز می شود. پس از برخورد قطرات اتانول به PCM مذاب، اتانول شروع به جوشیدن کرده و بخشی از PCM را منجمد می کند. اثر عدد وبر، دمای سطح PCM و فاصله افقی روی این سطح منجمد شده (A) با استفاده از تصویربرداری سرعت بالا مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد کاهش دمای سطح PCM مقدار سطح منجمد شده را افزایش می دهد. همچنین افزایش عدد وبر منجر به تشکیل یک سطح منجمد بزرگتر می شود. با این حال مشاهده می شود که اثر عدد وبر روی A با کاهش دمای سطح PCM ضعیف تر می شود. افزون براین، ملاحظه می گردد که برای مقادیر کم فاصله افقی بین دو قطره، یک برهم کنش قوی میان قطرات وجود دارد که یک ستون برگشتی مرکزی را در وسط آن ها به وجود می آورد و نرخ انتقال حرارت بین PCM و قطرات اتانول را کاهش می دهد. به عبارت دیگر، کم شدن فاصله افقی سطح منجمد شده را کوچک تر می کند.

Keywords:

برخورد چند قطره , ماده تغییر فاز دهنده (PCM) , قطره اتانول , عدد وبر