بررسی انتقال حرارت برج حبابکار با و بدون اجسام غوطه ور با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در این تحقیق فازهای گاز و مایع در یک برج حبابکار در یک سیستم سه بعدی با استفاده از دینامیک سیالات مدل شده است. شبیه سازی ها برای سرعت های ظاهری گاز در محدوده 0/005 تا 0/04 متر بر ثانیه انجام گرفته است. شبیه سازی ها تحت شرایط ناپایدار برای سیستم آب و هوا برای برج هایی با قطر 0/292 متر و ارتفاع 1/5 متر انجام گرفته است. مدل چند فازی اویلر-اویلر به همراه مدل آشفتگی k برای شبیه سازی ها مورد استفاده قرار گرفته است. شبیه سازی ها برای برج های حبابکار، بدون جسم غوطه ور، با یک جسم، با پنج جسم و با نه جسم غوطه ور انجام گرفته است. جسم غوطه ور یا هیتر دارای 60 میلیکتر طول و 30 میلیمتر قطر دارند. شبیه سازی ها در برج حبابکار با پنج هیتر برای نسبت های پیچ به قطر 1/5، 2 و 2/5 و در برج حبابکار با نه هیتر برای نسبت های پیچ به قطر 1/5، 2/25 و 2/46 انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت ظاهری گاز ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین با افزایش تعداد اجسام غوطه ور در برج حبابکار، ضریب انتقال حرارت با افزایش سرعت ظاهری گاز کاه می یابد. ضریب انتقال حرارت در دیواره برج نیز گزارش شده است. همچنین مقایسه بین دمای این چهار برج نیز انجام گرفته است. روابط به دست آمده از کار با روابط به دست آمده از کارهای تجربی با هم مقایسه شده اند. رابطه زیر نیز برای محاسبه ضریب انتقال حرارت در برج حبابکار به دست آمده است که N تعداد هیترها، t فاصله بین هیترها و d قطر یک هیتر است. St=0.16[Re.Fr.Pr^2] ^-0.28×F(N)×F(P و F(N)= N^(-0.13+2.8e(-6) ×Re و F(P)=[t/d]^ (-0.0202+1.04e(-5) ×Re

Keywords:

برج حبابکار , انتقال حرارت , جسم غوطه ور , دینامیک , سیالات محاسباتی , ضریب انتقال حرارت