Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
5
1
gregorian
2015
8
1
15
6
online
1
fulltext
fa
شبیه سازی تقطیر بخار بر روی صفحه تخت با استفاده از روش لتیس بولتزمن
Simulation of steam condensation on the plate by LBM method
در این مقاله، تقطیر بخار و رشد کردن قطره روی دیواره سرد افقی و همچنین افتادن قطره از روی صفحه عمودی شبیه سازی شده است. روش بکار رفته روش بولتزمن شبکه ای و مدل مورد استفاده مدل لی است که در نسبت های چگالی و ویسکوزیته زیاد پایدار است. این روش همراه با حل معادله دما و اضافه کردن یک عبارت چشمه تغییر فاز به معادله اصلی لی، مورد استفاده قرار گرفته است. مدل لی بر فرضیات کان-هیلیارد و فرض تراکم ناپذیری جریان استوار است. در تحقیق حاضر به علت وجود تغییر فاز شرط دیورژانس آزاد میدان سرعت برقرار نخواهد بود. حل میدان دما که با استفاده از روش اسکالر منفعل صورت گرفته از حل میدان جریان جداست و فرض بوزینسک باعث تاثیر پذیری میدان جریان از میدان دما میشود. شبیه سازی به صورت دو بعدی می باشد و از مدل D2Q9 استفاده شده است. نتایج حاصله از شبیه سازی در شبکه بندیهای مختلف مقایسه شده است. در این مقاله اثر جاذبه، زاویه تماس تعادلی قطره و دیواره و دمای سرد دیواره بر افزایش ضخامت قطره و همچنین قانون بقای جرم بررسی شده است. در انتها میدان جریان برای تکرار های مختلف تحلیل و خطوط جریان رسم شده است. مزیت این شبیه سازی، تقطیر به روش لی در نسبت چگالی بالا است. که در این مقاله نسبت چگالی 25 دارای جواب قابل قبولی میباشد.
In this paper, based on lattice-Boltzmann method (LBM), the steam condensation and growth of a droplet on the horizontal cold wall and falling down on vertical wall has been simulated. The Lee’s LBM model which is stable in the high density and viscosity ratios is used. This method is accompanied with solving the temperature equation and adding a phase change source term. The Lee model is based on Cahn-Hilliard theory which is assumed to be incompressible flow and therefore the velocities of the flow are divergence-free. when phase change occurs this condition will not be satisfied. A phase change source term is added on the interface of gas and liquid phase. Solution of temperature field in a passive scalar method of solving the flow field is separated and Boussinesq assumption would be influence the flow field of the temperature field. The density ratio of 25 is considered to be in this paper which is density ratio of steam and water. The model is extended to two dimensions (D2Q9) to simulate droplet condensation. The simulation results are compared in various grids. The effects of gravitational acceleration, equilibrium contact angle, the cold wall and also the mass conservation, have been investigated separately. Finally the stream field for the different time step has been analyzed.
تقطیر,روش بولتزمن شبکه ای,مدل لی
Condensation,Lattice Boltzmann Method,Lee’s model
115
122
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-8372&slc_lang=fa&sid=15
Mojtaba
Abbasi Hatani
مجتبی
عباسی حطانی
100319475328460056604
100319475328460056604
No
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران
Mohammad Hasan
Rahimyan
محمدحسن
رحیمیان
100319475328460056605
100319475328460056605
Yes
دانشیار مهندسی مکانیک دانشگاه تهران