اثرات هیدروترمودینامیک و هندسه مجرای آب خنک‌کن بر جذب بخار در یک فیلم محلول لیتیوم بروماید ریزان

در پژوهش حاضر، تاثیر دبی جرمی، دما، شکل دیواره خنک‌کاری و هندسه مجرای خنک‌کن بر پدیده جذب بخار آب در فیلم ریزان لیتیوم بروماید بررسی می‌شود. مدل‌سازی عددی فرآیند جذب با استفاده از یک الگوریتم تعقیب سطح‌فاصل کاملاً همگیر در چارچوب رهیافت اویلری-لاگرانژی اختیاری انجام شده‌است. مجرای آب خنک‌کن با سه سطح مقطع ثابت، همگرا و واگرا و دیواره خنک‌کاری با دو شکل صاف و سینوسی در نظر گرفته شده و تاثیر آنها بر خنک‌کاری فیلم ریزان و جذب بخار مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که دیواره خنک‌کاری سینوسی به دلیل ایجاد سطح‌فاصل موجی و ناپایداری‌های هیدرودینامیکی، منجر به بهبود انتقال جرم و گرما نسبت به دیواره خنک‌کاری صاف می‌شود. در مجرای همگرا، به دلیل افزایش سرعت جریان، بیشترین آهنگ جذب بخار و شار گرمایی در فیلم جاذب محاسبه می‌شود. از طرف دیگر، خنک‌کاری فیلم لیتیوم بروماید صرفا در نزدیکی خروجی یک مجرای خنک‌کن واگرا بیشینه خواهد بود. نتایج این پژوهش می‌تواند فرآیند طراحی و بهینه‌سازی عملکرد دستگاه‌های جذب بخار را تسهیل کند.

effects of the coolant water hydrothermodynamics and channel geometry on the vapor absorption in a falling lithium bromide solution film

this study investigates the effects of mass flow rate, temperature, cooling wall configuration, and cooling channel geometry onwater vapor absorption in a lithium bromide falling film. the numerical modeling of the absorption process is performed using a fully coupled interface-tracking algorithm within an arbitrary eulerian-lagrangian framework. three cross-sectional configurations for the cooling water channel (constant, convergent, and divergent) alongside two cooling wall configurations (flat and sinusoidal) are considered, and their effects on falling film cooling and vapor absorption are studied. the results reveal that the sinusoidal cooling wall enhances mass and heat transfer compared to the flat cooling wall due to the formation of wavy interface and hydrodynamic instabilities. in the convergent channel, the elevated flow velocity results in the highest vapor absorption rate and heat flux within the absorbent film. conversely, the cooling of the lithium bromide film reaches its maximum only near the outlet of adivergent cooling channel. these findings can facilitate the design and optimization process of vapor absorption systems.