تاثیر انواع سطوح بر دینامیک تشکیل حباب در جوشش هسته‌ای توسط مدل‌های تغییر فاز لی و تاناساوا

Abstract

شبیه‌سازی عددی پدیده جوشش از لحاظ تنوع مدل‌ های دو فازی و کارآمدی هر یک همواره جز مسائل چالش بر انگیز است. جوشش یکی از روش‌های کارآمد انتقال حرارت با نرخ های زیاد می باشد. در شبیه‌سازی این پدیده انتخاب مدل مناسب برای تغییر فاز و همچنین بررسی سطوحی که بر روی آن جوشش اتفاق می افتد حائز اهمیت است. در این تحقیق مسئله جوشش هسته‌ ای توسط روش دو فازی حجم سیال بصورت عددی شبیه سازی شده است. از روش بازسازی هندسی مرز مشترک برای بهبود کیفیت مرز مشترک بهره گرفته شده است. جهت صحت سنجی حلگر عددی از مسئله یک بعدی مرز مکشی استفان استفاده شده است. از دو مدل تغییر فاز لی و تاناساوا برای محاسبه نرخ تغییر فاز و محاسبه ترم‌ های چشمه استفاده شده است. نتایج جوشش هسته ای بر روی سه سطح آب دوست، آب گریز و با زاویه تماس ۹۰ درجه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که جوشش بر روی سطوح آبگریز سبب جدایی حباب های با شعاع بزرگتر و انتقال حرارت بیشتر شده و در هم آمیختگی حباب ها در هسته های جوانه زایی متفاوت، جوشش بر روی سطوح آب گریز را به سمت جوشش فیلمی سوق می‌ دهد.