مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی تأثیر میدان الکتریکی بر میدان جریان و افزایش نرخ تبخیر آب

نویسندگان
1 تهران، بزرگراه جلال آل احمد، استاد دانشگاه تربیت مدرس، بخش مهندسی مکانیک، اتاق 309
2 دانشگاه تربیت مدرس-دانشکده مهندسی مکانیک
چکیده
در این مقاله، مشخصه‌های میدان جریان و انتقال جرم در یک کانال مسطح شامل یک حفره آب بدون حضور و همچنین تحت تأثیر میدان الکتریکی به کمک روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی نشان‌دهنده تطابق خوب مدل در پیش‌بینی جریان و انتقال جرم است. در ادامه اثر مقدار عدد رینولدز و ولتاژ میدان الکتریکی بر میزان نرخ تبخیر تحلیل شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که اعمال ولتاژ قوی به الکترود سیمی سبب ایجاد اغتشاش و تولید گردابه روی سطح آب می‌شود. مشاهده می‌شود که در یک عدد رینولدز ثابت، با افزایش ولتاژ اعمالی نرخ تبخیر افزایش می‌یابد، اما در یک ولتاژ ثابت با افزایش عدد رینولدز ورودی، نرخ تبخیر تا عدد رینولدز 3391 نرخ صعودی و پس از آن به دلیل کاهش اندازه گردابه حاصل از میدان الکتریکی نرخ نزولی دارد. همچنین با استفاده از نتایج بدست آمده در محدوده اعداد رینولدز بیشتر از 3391، یک رابطه خطی بین عدد شروود نسبی و عدد الکتروهیدرودینامیک استخراج شد. در انتها نیز یک رابطه بین اعداد بدون بعد حاکم بر جریان الکتروهیدرودینامیکی مانند عدد شروود نسبی، عدد رینولدز و عدد الکتروهیدرودینامیک بدست آمد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical investigation of the electric field effect on the flow field and enhancement of the water evaporation rate

نویسندگان English

Ghassem Heidarinejad 1
Reza Babaei 2
1 Tehran, Ale Ahmad Ave, Tarbiat Modares University, Department of Mechanical Engineering, Room 309
چکیده English

In this paper, the flow field and mass transfer characteristics were evaluated numerically via Large Eddy Simulation in the presence and absence of the electric field in flat channel that is included cavity containing water. Comparison of the numerical results with the experimental data were in a good agreement with experimental data at prediction of flow field and mass transfer. Then, the effect of the Reynolds number variations in the different applied voltage on the water evaporation rate is investigated. The results indicate that applying the high voltage at the wire electrode can generate vortex and produce perturbation on the water surface. It is shown that at constant Reynolds number with the presence of the electric field, the Sherwood number will be increased but in constant applied voltage the Sherwood number will increase to the Reynolds of 3391 and then will decrease due to reduction in the size of generated vortex. Also, a linear relationship was obtained relationship exists between the Sherwood number factor and the EHD number at Reynolds numbers greater than 3391. Finally, a relationship between dimensionless numbers like the relative Sherwood number, the Reynolds number and the EHD number was obtained.

کلیدواژه‌ها English

Electrohydrodynamic (EHD)
Corona wind
Water evaporation
Numerical investigation