مطالعه عددي جوشش جرياني مادون ‌سرد آب-Al2O3 در كانال عمودي سينوسي

Numerical study of Subcooled Flow boiling of Water-Al2O3in vertical sinusoidal wavy channel

جوشش جرياني مادون‌سرد يكي از مسايل مهم در صنايعي همچون هسته‌اي و توليد نيرو است، زيرا با تحليل آن اطلاعاتي در خصوص كسر حجمي بخار در روي ديواره و ميزان شار حرارتي بحراني به دست مي‌آيد. در كار حاضر تاثير موجدار بودن كانال بر جوشش جرياني مادون‌سرد درون يك كانال قايم دو بعدي به صورت عددي بررسي شده و از روش حجم محدود و مدل دو سيالي براي مطالعه جريان استفاده شده است. نتايج بدست آمده نشان داد كه با افزودن نانو ذرات به سيال پايه قطر متلاشي شدن حبابها و كسر حجمي بخار روي ديواره كاهش مي‌يابد ولي دماي ديواره بدليل كاهش شار حرارتي تبخير افزايش پيدا مي‌كند. همچنين با افزايش دامنه سينوسي، كسر حجمي بخار روي ديواره و دماي ديواره افزايش مي‌يابد. به دليل ثابت بودن مقدار مومنتم جريان در عرض كانال، با افزايش دماي آب روي ديواره چگالي آن كاهش يافته و سرعت سيال در نزديكي ديواره ها افزايش يافته است. همچنين، به-دليل تغييرات سرعت ناشي از تغييرات سطح مقطع كانال و به دنبال آن كاهش فشار موضعي جريان، كسر حجمي بخار در نزديكي گلوگاه ها افزايش مي يابد

Subcooled flow boiling has many industrial applications such as nuclear engineering and energy generation. The study of the subcooled flow boiling provides a lot of information about the void fraction of vapor on the wall and also the critical heat flux. In this paper, the sub cooled flow boiling in a 2D vertical corrugated channel has been investigated numerically. The two-fluid model and the finite volume method have been used in this investigation. The obtained results show that with increasing of nanoparticles in the base fluid, the void fraction and bubbles departure reduced, However, the wall temperature increases due to heat flux evaporation decreases. Also, with increasing the wavy amplitude, the wall temperature and void fraction increases. that increasing the water temperature on the wall decreases its density and the fluid velocity increases in the vicinity of the wall because the momentum of the flow is constant in the transverse cross section of the channel. Furthermore, because of the variations of the velocity due to the variations of the channelʹs cross section, the void fraction of the vapor increases in the converging areas of the corrugated channel.