شبيه‌ سازي عددي انتقال حرارت آشفته در بويلر با سيال فوق‌ بحراني و شرايط گرمايي نامتقارن

انتقال حرارت در بويلر با سيال فوق‌بحراني، به صورت نامتقارن مي‌باشد. همچنين در اين نوع بويلرها، لوله‌ها هم به صورت افقي و هم به صورت شيب‌دار نصب مي‌گردند. اما معمولا در كارهاي بررسي شده، انتقال حرارت به صورت متقارن و يا لوله‌ها به صورت افقي يا عمودي در نظر گرفته مي‌شوند. بنابراين در مقاله حاضر، انتقال حرارت در يك لوله بويلر با سيال فوق‌بحراني كه در آن هم قسمت افقي و هم قسمت شيب‌دار وجود دارد مورد مطالعه و تحليل قرار مي‌گيرد. شار حرارتي لوله به صورت نامتقارن در نظر گرفته شده است. شبيه‌سازي عددي با استفاده از نرم افزار فلوئنت انجام گرديده است. همچنين از پايگاه داده REFPROP براي اعمال خصوصيات سيال فوق‌بحراني آب استفاده گرديده است. به منظور مدل‌سازي آشفتگي، از مدل RNG k-ε مبتني بر ناويراستوكس ميانگيري‌شده رينولدز استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه بيشترين و كمترين دماي ديواره داخلي لوله به ترتيب در ارتفاع‌هاي m 10 و m 15.5 در محدوده دماي شبه‌بحراني ( oC380) قرار مي‌گيرند. بيشترين دماي ديواره لوله از ابتدا تا انتهاي لوله بين oC 603 تا oC 666 تغيير مي‌يابد. همچنين عدد ناسلت با افزايش ارتفاع لوله افزايش يافته و مقدار آن در نزديكي دماي شبه‌بحراني، افزايش چشمگيري مي‌يابد. در اين محدوده مقدار عدد ناسلت به 6800 مي‌رسد كه 3.6 برابر مقدار آن در ورودي لوله است.