انتقال حرارت بین ذره و دیواره

انتقال حرارت بین ذره و دیواره

Particle–Wall Impingement Heat Transfer

انتقال حرارت بین ذره و دیواره در هنگام برخورد ذره مایع (قطره) به دیواره که ممکن است قطره تغییر شکل داده و برای مدت کوتاهی قبل از بازگشت از دیواره در تماس مستقیم با آن باقی بماند اتفاق می‌افتد. برای محاسبه انتقال حرارت در برخورد بین قطره و دیواره، مدل فاز گسسته، DPM، مورد استفاده در نرم افزار Fluent فرض می‌کند که قطره هنگام برخورد با دیواره به صورت یک استوانه تغییر شکل می‌دهد (شکل ابتدای صفحه). با توجه به تغییر شکل قطره، انتقال حرارت از دیواره به قطره از رابطه (327) بدست می‌آید.

در رابطه فوق:

m_p: جرم قطره،

C_p: گرمای ویژه قطره،

T_p: دمای قطره (k)،

A_cont: مساحت مؤثر سطح تماس قطره-دیواره،

h: فاصله مرکز قطره تا دیواره (m)،

k_l: ضریب هدایت گرمایی قطره و

T_w: دمای دیواره هستند

مساحت مؤثر سطح تماس قطره دیواره، A_cont ، به صورت میانگین زمانی مساحت برخورد ذرات با دیواره و با فرض تغییرات سینوسی قطر ذره از صفر تا حداکثر قطر پخش ذره، D_max، در طول زمان تماس محاسبه می‌شود. بیشترین مقدار قطر پخش ذره، D_max و سطح تماس، A_cont ، طبق روابط (328) و (329) محاسبه می‌شوند.

D₀: قطر قطره قبل از برخورد

We: عدد وبر برخورد ( Impact Weber number)

t_d: زمان برخورد که از رابطه (330) بدست می‌آید.

f: ثابت با مقدار پیش فرض 0.4

ρ: چگالی ذره (kg/m3)

σ: تنش سطحی (N/m)

انتقال حرارت بین دیواره و قطره با انتگرال‌گیری معادله (327) در زمان t_d تعیین می‌شود. افزایش دمای قطر تا نقطه جوش سیال امکان‌پذیر است. برای هر سطح دیوار، انرژی انتقالی ذره به سیال Q_imp با جمع سهم انرژی تمام پارسل‌های ذرات برخورد کننده به دیواره محاسبه و سپس به شار حرارتی دیواره اضافه می‌شود.  

بازگشت

مطالب مرتبط

تئوری حرکت ذره در مدل DPM

محاسبه ضریب درگ ذرات در مدل DPM

قوانین تبادل گرما و جرم در مدل DPM

تئوری تعادل مایع-بخار (Vapor Liquid Equilibrium Theory) در مدل DPM

میانگین‌گیری خواص فیزیکی (Physical Property Averaging) در مدل DPM

تئوری مدل انعکاس ذره-دیواره (Wall-Particle Reflection Model Theory) در مدل DPM

مدل جت-دیواره (Wall-Jet Model Theory) در DPM

تئوری مدل فیلم دیوار (Wall-Film Model Theory) در DPM

خوردگی دیواره (Wall Erosion)

تئوری مدل اتمایزر (Atomizer Model Theory)

تئوری مدل شکست ثانویه (Secondary Breakup Model Theory)

مدل برخورد روش المان گسسته (Discrete Element Method Collision Model)

تئوری مدل برخورد و انعقاد قطرات (Collision and Droplet Coalescence Model Theory)

کوپلینگ یک‌ طرفه و دو طرفه (One-Way and Two-Way Coupling)

متوسط گیری گره‌-مبنا (Node Based Averaging)

برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید

محمدرضا کلیچ

Ansys Fluent