عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی عددی تقطیر قطره ای بخار آب روی سطح صاف آب گریز به روش شبکه ای بولتزمن و اثرات شتاب ثقل بر زاویه تماس سطح
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3232;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74457;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3232;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74457
- تاریخ دفاع
- ۱۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- علی فاطمی
- استاد راهنما
- محمدحسن رحیمیان
- چکیده
- در تحقیق حاضر پدیده تقطیر قطره در تماس با سطح سرد مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از روش بولتزمن شبکه ای استفاده گردیده است در ابتدا جریان دو فاز شامل قطره در تماس با سطح جامد به روش "لی" شبیه سازی شده است، سپس با حل میدان دما با استفاده از روش اسکالر منفعل و افزودن یک جمله چشمه در سطح مشترک تغییر فاز در سطح مشترک مدل شده است. همچنین با افزودن نیروی گرانش به میدان حل اثر پدیده گرانش نیز به مسئله افزوده گردیده است. در این پژوهش شبیه سازی به صورت دو بعدی و با استفاده از مدل شبکه D2Q9 صورت گرفته است. سه بخش در نتایج این پژوهش وجود دارد در بخش نخست تقطیر قطره ایستا روی سطح آبگریز صاف بررسی گردیده و در آن اثرات انتقال حرارت، زاویه تماس، کشش سطحی، گرانش و عدد پرنتل، بر رشد قطره بررسی گردیده است. در بخش دوم رشد یک قطره در صفحه افقی در بالای میدان و جدایش و فرو افتادن آن بر اثر چگالی بررسی گردیده است، که اثر پارامترهای اثرگذاری مانند گرانش، زاویه تماس، نسبت چگالی، انتقال حرارت و عدد پرنتل بر دو پارامتر اساسی قطر قطره جدا شده و فرکانس جدایش مورد بررسی قرار گرفته است و در نهایت در بخش پایانی حرکت یک قطره با شعاع اولیه 25 واحد محاسباتی برروی یک دیواره عمودی بررسی گردیده و تاثیر زاویه تماس بر سرعت سقوط قطره و تغییر شکل قطره بر اثر گرانش بررسی گردیده است، با افزایش زاویه تماس سطح سرعت سقوط قطره افزایش پیدا می کند.
- Abstract
- In the present study the condensation phenomenon on the cold substrate is studied using Lattice Boltzmann Method. First a two phase flow problem including droplet in contact with solid wall is simulated then with solving temperature field aiming passive scalar scheme and adding proper source/sink term for phase change the phase changing phenomena is modeled. Also gravity force is added to flow field by adding volume force terms to the base equations. Simulation is done in a 2 dimensional field and using D2Q9 lattice model. Results include 3 main parts in the first part condensation and growing of a steady droplet on a horizontal solid wall is modeled and effects of heat transfer rate, contact angle, surface tension, gravity and Prandtl number on droplet are studied. Second part includes growing of droplet in upper horizontal wall and then it's departure and falling because of the gravity force, here effect of parameters like gravity, contact angle, heat transfer rate, and Prandtl number are studied on two parameters: separated droplet diameter and time shift between two drop departure. Finally in the last part a droplet with initial radius of 25 lattice units is modeled on a vertical solid wall and effect of contact angle on it's falling velocity is studied.
