شبیه‌سازی جوشش استخری روی یک صفحه عمودی دارای شیار مثلثی و دایره‌ای

امروزه از انتقال حرارت جوشش استخری در بسیاری از تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. انتقال حرارت جوشش استخری در مقایسه با انتقال حرارت تکفازی، به دلیل استفاده از ظرفیت گرمای نهان تبخیر، ظرفیت انتقال حرارت بیشتری دارند. در این مقاله به بررسی انتقال حرارت جوشش استخری روی صفحه عمودی صاف و شیاردار مثلثی و دایره‌ای با استفاده از شبیه‌سازی‌های عددی پرداخته شده است. در مطالعات انجام شده اثر افزودن دو نوع شیار مثلثی و دو نوع شیار دایره‌ای و نیز چهار دمای سطح گرمایش بررسی شده است. به منظور مدل‌سازی جریان دوفازی از روش حجم سیال استفاده و معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. نتایج نشان داده است که اضافه کردن شیارهای مثلثی و دایره‌ای روی سطح گرمایش منجر به افزایش متوسط شار حرارتی خواهد شد. در حالت سطح شیاردار مثلثی، مقدار شار حرارتی متوسط وارد شده به مایع آب بین 128% تا 177% افزایش پیدا کرده است. با ایجاد شیار دایره‌ای، در نهایت مقدار شار حرارتی متوسط به مقدار 69% تا 105% افزایش داشته است. همچنین مقدار بخار آب نیز در حالت سطح شیاردار مثلثی 160% تا 340% و در حالت سطح شیاردار دایره‌ای  بین 101% تا 155% افزایش داشته است.

pool boiling simulation on vertical plate with triangular & circular grooves

today, pool boiling heat transfer is used in many industrial equipment and engineering applications. pool boiling heat transfer compared to single-phase heat transfer has a higher heat transfer capacity due to the use of latent heat evaporation of liquids. therefore, in this study, the pool boiling heat transfer on a flat vertical plate and plate with triangular and circular grooves have been investigated using numerical simulations. in studies, the effect of adding two types of triangular grooves, two types of circular grooves with different dimensions, and four heating surface temperatures has been investigated. in order to simulate the two-phase flow in this study, the volume of the fluid method was used and the governing equations were solved using the finite volume method. the obtained results showed that adding triangular and circular grooves on the heating surface will increase the average heat flux. in the triangular grooved surface case, the average heat flux which entered liquid increased from 128% to 177%. by using a circular groove, the average heat flux augments about 69% to 105%.  also, the water vapor value in the triangular grooved surface case increased from 160% to 340%, and in the circular grooved surface case rises 101% to 155%.