شبیه سازی جریان دو فازی و بررسی اثر زبری در انتقال حرارت درمیکرو کانال ها

جریان جوشش به دو دلیل در خنک کاری از جریان مایع تکفازی بهتر می باشد: ضریب انتقال حرارت بالا در طی جریان جوشش -قابلیت عبور حرارت بالا˓ برای یک نرخ جریان جرمی خاص در کانالهای کلاسیک زبری موجود روی سطح کانال در مقایسه با قطر کانال اندازه قابل ملاحظه ای نداشت. یکی از روش های بررسی اثر زبری روی میکرو کانالها ایجاد زبری های مصنوعی روی سطح میکرو کانالها با اشکال مختلف بود. آزمایشاتی در این زمینه انجام گرفت و روابط جدید هم پیشنهاد شد. همچنین شبیه سازی کامپیوتری هم برای آن انجام گرفت البته اکثر آزمایشها برای جریان های تکفاری در میکرو کانال بود. بحث جوشش جریان(جریان دو فازی) در میکرو کانالها از مباحث جدید و نو می باشد. آزمایشهایی در این زمینه انجام گرفته است ولی بررسی اثر زبری روی جوشش جریان تا کنون مورد کنکاش اساسی قرار نگرفته است. این تحقیق به منظور مطالعه عددی اثر زبری بر روی جریان دوفازی در میکرو کانال، مینی کانالها، مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی مربوطه و همچنین میزان تاثیر این اثر در میزان افت فشار در آنها انجام می گیرد. مطالعه عددی بر روی جریان جوشش نیتروژن در میکروکانالهای در محدوده 500 میکرون تا 2 میلیمتر با زبری نسبی سطح در محدوده 0.0003 تا 0.005 بررسی می گردد. میزان ضریب انتقال حرارت با تغییرات کیفیت بین 0 تا 1و تغییرات شار جرمی در محدوده 400 تا 3000 kg/m2.s در نظر گرفته و نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شوددر نهایت نتایج زیر بدست آمد:1. هرچقدر زبری نسبی بیشتر باشد ضریب انتقال حرارت نیز بیشتر خواهدشد.2. با افزایش قطر کانال در زبری ثابت، ابتدا ضریب انتقال حرارت افزایش و سپس کاهش می یابد.3. هر چقدر کیفیت جرمی ورودی بیشتر باشد، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد.

Keywords:

انتقال حرارت , جوشش نیتروژن , زبری