مدلسازی یک بعدی انتقال حرارت دوفازی در ساختار متخلخل دوگانه

ساختارهای متخلخل با افزایش مساحت تبادل گرما بین سطح و سیال و ایجاد نیروی مویینگی با تراوایی زیاد، نقش موثری در بهبود عملکرد تجهیزات انتقال حرارت دوفازی مانند لوله‌های گرمایی دارند. در ساختارهای جدید متخلخل (ساختارهای دوگانه)، دو توزیع مختلف اندازه حفره بکار گرفته می‌شود. حفرههای کوچک باعث افزایش نیروی مویینگی و رساندن مایع به سطح شده و حفره های بزرگ با افزایش تراوایی فاز بخار به فرار بخار کمک مینمایند. هدف اصلی این پژوهش، حصول درک کاملتری از عملکرد قسمت اواپراتور لوله‌های حرارتی و مقایسه عملکرد دو نمونه ساختار متخلخل دوگانه میباشد. در این راستا ابتدا از مدل کوالف برای تعیین احتمال حضور هر فاز در حفره های با توزیع اندازه مشخص استفاده شده است. خواص ترموفیزیکی سیال و محیط نظیر خواص ترمودینامیکی سیال، اشباع و تراوایی فازها و ضریب هدایت حرارت ماتریس فلزی نیز از روی هندسه و روابط تجربی به دست می‌آیند. سپس معادلات بقا برای هر دو فاز درون دامنه حل شده و نتایج انتقال حرارت یک بعدی در یک محیط متخلخل دوگانه، به صورت نمودار شار حرارتی بر حسب اختلاف دمای جامد و سیال ارایه شده ‏است. نتایج به دست آمده نشان میدهند که کاهش اندازه حفره‌های کوچک و افزایش اندازه حفره‌های بزرگ موجب بهبود عملکرد فتیله میشود.