مطالعه عددی تبخیر در یک کانال متخلخل قائم با روش حجم سیال در اپن‌فوم

در مطالعه حاضر با روش حجم سیال در نرم افزار متن باز اپن فوم پدیده تبخیر در محیط متخلخل مورد تحلیل قرار گرفته است. در ابتدای حل، سیستم شامل فاز آب و محیط متخلخل مس است. در مراحل بعدی شبیه سازی عددی و در اثر تبخیر قسمتی از آب، فاز بخار به عنوان دومین فاز سیال ظاهر می شود. آب و بخار، غیرقابل تراکم و مخلوط نشدنی فرض شده است و پدیده تبخیر به صورت غیرتعادلی رخ می دهد. فصل مشترک بین فازها با روش حجم سیال، انتقال جرم بین دو فاز آب و بخار با مدل لی و کشش سطحی بین فازها با روش نیروی سطح پیوسته مدل سازی شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نشان داد که حلگر ترکیبی تبخیر محیط متخلخل به خوبی نرخ تبخیر در مقاطع مختلف کانال را تخمین می زند. علاوه بر این نتایج مربوط به دمای دیواره به دو ناحیه گرمایشی و تبخیر تقسیم می شود. در ناحیه گرمایش، دما به طور خطی با عمق کانال افزایش می یابد تا اینکه به دمای اشباع برسد. بعد از نقطه اشباع دمای دیواره ابتدا ثابت مانده و در نهایت شکل نوسانی به خود می گیرد که به صورت محلی، پرش های دمایی رخ می دهد. نرخ جرمی تولید بخار نیز ابتدا با شدت زیاد اتفاق می افتد اما در نواحی انتهایی کانال متخلخل، نرخ رشد آن به کندی صورت می گیرد.