مطالعه عددی کارایی جت های برخوردی جوششی غوطه ور برای کاربردهای خنک کاری چکیده

در این مطالعه جت های برخوردی جوششی غوطه ور از لحاظ انتقال گرما و الگوهای جریان به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. به طوری که ابتدا یک جت سیال دایروی به صورت غوطه ور در سیال شبیه سازی شده و نتایج، با نتایج آزمایشگاهی موجود اعتبار سنجی شده است. سپس تأثیر کمیت‌های مختلف هندسی و جریان از قبیل نسبت فاصله جت با صفحه برخوردی به قطر جت ، دمای سیال ورودی ، سرعت ورودی جریان، و ... بر بهبود عملکرد جت مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه آرایه ای از جت ها در چیدمانهای مختلف انتخاب و در دو حالت دبی جریان یکسان و عدد رینولدز یکسان با رفتار جوششی و تک فازی تک جت مقایسه شده است. جریان، سه بعدی، پایا، تراکم ناپذیر، متلاطم و دو فازی در نظر گرفته شده و شبیه‌سازی‌ها به صورت عددی با استفاده از نرم افزار ANSYS-CFX انجام گرفته است. نتایج نشان می‌ دهد، منحنی جوشش هسته ای کاملا توسعه یافته مستقل از کمیت سرعت ورودی و نسبت فاصله جت از صفحه برخوردی به قطر جت در حالت تک جت میباشد. تنها کمیتی که تاثیر محسوسی بر روی منحنی جوشش دارد، کمیت میزان فروسردی ورودی سیال میباشد که با افزایش این کمیت روند بهبود انتقال گرما اتفاق می افتد. همچنین به ازای عدد رینولدز یکسان آرایه جتها عملکرد بهتری نسبت به تک جت از لحاظ انتقال گرما به خصوص در جریان تک فازی دارد.