دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 16 5 2016 07 22 Simulation of film boiling heat transfer on flat plate and the impact of various phase change models on it شبیه سازی انتقال حرارت جوشش فیلمی روی سطح تخت و تاثیر مدل های مختلف تغییر فاز بر آن 169 177 9283 FA سید امیررضا حسینی دانشجوی دکتری/ دانشگاه گیلان رامین کوهی کمالی دانشیار دانشکده فنی دانشگاه گیلان Journal Article 1970 01 01 Numerical simulation of boiling has always been a challenging problem in terms of the variety and effectiveness of two-phase models. Furthermore choosing an appropriate heat and mass transfer model increases the complexity of the solution. Problem of film boiling of saturated liquid is numerically simulated in this investigation by using of VOF (volume of fluid) model together with the geo-reconstruction of interface. Three phase change models of sharp interface model, Lee model and Tanasawa model are used at the same time on a single problem in order to calculate the rate of phase change and source terms. One-dimensional Stephan benchmark is solved for verification the numerical solver. The periodic Nusselt, flow pattern, bubble form and its detachment time have been studied in mentioned various phase change models. Also empirical coefficients used in both models of Lee and Tanasawa are presented. The results of Nusselt number obtained from simulation is compared with two empirical Nusselt correlations of Berenson and Klimenko. The results show good agreement with the Klimenko’s Nusselt. The results reveal although the Lee model is dependent on empirical coefficient, it is more accurate than the two other models for prediction of film boiling on flat plate. شبیه سازی عددی پدیده جوشش از لحاظ تنوع مدل های دو فازی و کارآمدی هر یک همواره جز مسائل چالش بر انگیز بوده است. علاوه بر این انتخاب مدلی که نرخ انتقال جرم و حرارت را به درستی محاسبه کند بر پیچیدگی های مسأله می افزاید. در این تحقیق مسأله جوشش فیلمی مایع اشباع توسط روش دو فازی حجم سیال و به همراه بازسازی هندسی مرز مشترک شبیه سازی عددی شده است. از سه مدل تغییر فاز مرز تیز، مدل لی و مدل تاناساوا برای محاسبه نرخ تغییر فاز و محاسبه ترم های چشمه بطور همزمان در یک مسأله واحد استفاده شده است. جهت صحت سنجی حلگر عددی از مسأله نمونه جوشش یک بعدی استفان استفاده شده است. ناسلت پریودیک، الگوی جریان، شکل حباب و زمان جدایش آن در مدل های مختلف تغییر فاز بررسی و همچنین ضرایب تجربی مورد استفاده در دو مدل لی و تاناساوا ارائه شده است. ناسلت بدست آمده از شبیه سازی با دو رابطه تجربی برنسون و کلیمنکو مقایسه شده است. نتایج با رابطه ناسلت کلیمنکو تطابق خوبی نشان می دهد. نتایج نشان می دهند هر چند که مدل لی به ضریبی تجربی وابسته است اما در مقابلِ مدل مرز تیز و مدل تاناساوا از دقت بالاتری برای پیش بینی جوشش فیلمی روی سطح تخت برخوردار است. https://mme.modares.ac.ir/article_9283_1147dc16a8e1b44eead07282cad093f8.pdf