بررسی تجربی و دینامیک سیالات محاسباتی رفتار حباب در فرآیند جوشش نانوسیالات

هدف این مقاله بررسی تجربی و مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی رفتار حباب آب خالص و نانوسیال آلومینا/آب در طی فرآیند جوشش است. بررسی رفتار حباب از آنجا اهمیت دارد که فرآیند جوشش هسته ای، موثرین مکانیسم جهت انتقال حرارت در بویلرهای پالایشگاهی است. در این تحقیق، شارهای حرارتی و همچنین غلظت های مختلف نانوذرات استفاده شد. غلظت های مورد استفاده نانوذرات 04/0 و 08/0 درصد حجمی بود. نتایج عددی توافق مناسبی با داده های تجربی داشت. پارامترهای رفتار حباب در طول جوشش ارزیابی شد. این پارامترها شامل قطر و زمان رشد حباب بود. اثر ترشوندگی سطح (زاویه تماس مایع) و فوق اشباع سطح روی مشخصه های حباب منفرد آب خالص و نانوسیال بررسی شد. نتایج نشان داد که قطر و زمان رشد حباب نانوسیال نسبت به آب خالص به ترتیب 40 و 43% افزایش یافته است. یعنی حباب مدت زمان بیشتری روی سطح است. با افزایش زمان رشد حباب، فرکانس تولید حباب کاهش می یابد. همچنین کاهش زاویه تماس مایع در اثر رسوب نانوذرات روی سطح، سبب افزایش ترشوندگی و انرژی لازم برای هسته زایی حباب می شود.