بررسی آزمایشگاهی انتقال حرارت جریان دوفازی همسوی رو به پایین در داخل لوله‌های عمودی.

Abstract

در این مقاله تماس مستقیم آب داغ با هوای سرد برای جریان همسوی رو به پایین درون لوله عمودی بررسی شده است. آزمایش‌ها در شرایط جریان آشفته، برای لوله‌هایی به طول 1، 1.5 و 2 متر و قطر 0.021متر انجام شده است. در آزمایش‌ها دمای آب داغ از 35 تا 50 درجه سلسیوس و دمای هوا از 25 تا 35 درجه سلسیوس تغییر داده شده‌اند. سرعت هوا در آزمایش‌های مختلف، در مقادیر 3، 5، 7، 9 و 11 متر بر ثانیه، و نرخ‌های جریان مایع 5، 8 و 10 لیتر بر دقیقه تغییر داده شدند. الگوی جریان دوفازی بصورت حلقوی در لوله، تشکیل شده است. سطح تماس بین آب و هوا، با استفاده از تابش نور لیزری صفحه‌ای در مسیر جریان و عکس‌برداری و پردازش تصویری آن بدست آمده است. آزمایش‌ها نشان داده است که انتقال حرارت از آب داغ به هوای سرد با افزایش نرخ جریان هوا افزایش پیدا می‌کند. بیش از 80 درصد حرارت، از طریق تبخیر و کمتر از 20 درصد، از طریق جابجایی منتقل می‌شود. در هر سه لوله، با افزایش نرخ جریان مایع، عدد ناسلت کاهش پیدا می‌کند. در تمامی دماها، عدد ناسلت با افزایش طول لوله کاهش یافت. مقادیر عدد ناسلت آزمایشگاهی، با مقادیر تجربی بدست آمده برای لوله‌های صاف مقایسه شدند. در نهایت، روابط اصلاحی برای عدد ناسلت ، با برازش داده‌های آزمایشگاهی بر روی روابط مربوط به لوله‌های صاف، بدست آمد. رابطه پیشنهادی برای انتقال حرارت، عدد ناسلت را با میانگین خطای ±15.26% ، پیش‌بینی کرد.