مطالعه عددی پدیده تبخیر در اثر سقوط جسم داغ

تماس بین جسم داغ و سیال خنک کننده که معمولاً همراه با انتقال شدید انرژی و تغییر فاز ناگهانی است که در صنایع مختلفی همچون ریخته گری، تولید کاغذ، فرآیند سرد شدن سرباره ها و صنعت گاز رخ می دهد. در این مطالعه به بررسی پدیده ی جوشش فیلم بخار در اطراف گوی در حال سقوط پرداخته شده است. جهت شبیه سازی جریان و انتقال حرارت چند فازی از روش vof استفاده شده و از مدلp 1 برای اعمال انتقال حرارت تشعشعی استفاده شده است. ترم های مربوط به انتقال جرم، انتقال انرژی بین مایع و بخار و همچنین ترم های مربوط به فرآیند سقوط گوی به صورت udf به معادلات اصلی حاکم اعمال شده است. جهت اعتبار سنجی udf انتقال جرم و انرژی مسئله ی گوی مسی ساکن در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از این شبیه سازی ها انطباق خوبی با نتایج تجربی حاصل از بررسی گوی ساکن داشته است. سپس اثر تغییر پارامتر هایی چون دمای سطح گوی و دمای سیال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با افزایش دمای اولیه ی سطح گوی در دمای سیال ثابت انرژی آزاد شده افرایش می یابد بنابراین بیشترین کاهش دمای سطح گوی و بیشینه ی میانگین حجم، دما و سرعت فیلم بخار در گویی با دمای اولیه ی 1623.15k رخ میدهد. هرچه اختلاف دمای سیال از دمای اشباع بیشتر شود انرژی بیشتری نیاز است تا فرآیند تبخیر رخ دهد.