مدل‌سازی رشد و فروریزش تک‌حباب کاویتاسیونی با احتساب واکنش‌های شیمیایی و انتقال حرارت

Abstract

تشکیل حباب­های کاویتاسیونی و رشد و فروریزش آنها از مسائل مهم مهندسی با جنبه­های مثبت و منفی می­باشد. از مواردی که حباب‍های کاویتاسیونی در جریان سیال ایجاد می­شود می­توان به حضور این حباب­ها در سیستم­های خنک­کاری ماهواره­ها و همچنین جریان روی هیدروفویل­ها اشاره نمود. عموماً هنگامی که در یک دمای خـاص در جریـان سیـال فشار سیال تا نزدیکی فـشار بخار آن کاهـش می­یابد، حباب­های گاز به­همراه بخار سیال در جریان ایجاد می­شوند. هنگامی که این حباب­ها به ناحیه پرفشار وارد می­شوند حباب فروریزش می­کند و شعاع آن به حداقل ممکن می­رسد. در این حالت دما و فشار درون حباب به­قدری افزایش می­یابد که واکنش­های شیمیایی درون حباب فعال شده و در اثر دمای بسیار بالا از حباب نور ساطع می‏شود. در تحقیق حاضر نرخ واکنش­های شیمیایی درون حباب کاویتاسیونی تحت شرایط نوردهی تک­حباب محاسبه شده است. در محاسبات اثرات تبخیر و چگالش و همچنین انتقال حرارت از دیواره­ها مورد بررسی قرار گرفته است.