شبیه سازی سه بعدی انتقال حرارت و جرم در جریان آشفته دوغاب یخ در لوله های افقی

دوغاب یخ به ترکیبی از ذرات ریز یخ با سیال حمل کننده مایع مانند آب گفته می شود. توانایی تغییر فاز در این ترکیب سبب شده که در زمینه های ذخیره سازی دما و در بخش های مختلف تهویه به عنوان مبرد سرمایشی سیکل ثانویه به شدت مورد توجه محققین قرار بگیرد. در مطالعه حاضر جریان تغییر فاز دهنده دوغاب یخ در داخل لوله های افقی به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرارگرفته است. ماهیت دوفازی ترکیب دوغاب یخ با استفاده از مدل دوفازی اویلر-اویلر و بر پایه تئوری جنبشی جریان های دانه ای مورد بررسی قرارگرفته است. در این پژوهش اثر تغییر فاز ذرات یخ بر روی میزان حرارت و جرم مبادله شده بین فازی مورد بررسی قرار گرفته و افزایش ۱۲ درصدی ضریب انتقال حرارت محلی برای استفاده از ترکیب دوغاب یخ نسبت به آب خالص تک فاز مشاهده شده است. هم چنین با بررسی میزان انتقال جرم و انتقال حرارت در طول لوله مشخص شده است که ضریب جابه جایی حرارتی در طولی از لوله که بزرگ تر از ۱۰-۱۵ برابر قطر لوله است، به صورت ثابت باقی می ماند. در حالی که تغییرات میزان جرم میانگین مبادله شده در طول ۱۰ الی ۱۵ برابر قطر لوله به بیشترین میزان ممکن (بین ۲-۵ برابر خروجی) رسیده و پس از آن کاهش می یابد ضمن آنکه که در ۲۰ درصد انتهایی طول لوله، روند کاهشی سریع تر است.

کلیدواژه ها:

Phase change ، Solid-liquid two phases flow ، Heat Transfer ، mass transfer ، تغییر فاز ، جریان دو فاز سیال-جامد ، انتقال حرارت ، انتقال جرم