بسته آموزشی مدل Mixture جریان چندفازی، 10 مثال کاربردی

توضیحات

 بسته آموزشی مدل Mixture جریان چندفازی، 10 مثال کاربردی

این بسته آموزشی شامل 10 مثال کاربردی شبیه سازی جریان چندفازی با مدل Mixture در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) می باشد.

روش های استفاده شده

مبدل حرارتی پوسته و لوله پره مارپیچی با نانوسیال

بدل های حرارتی باید ویژگی های فرآیند کلی سیستم را برآورده کنند. همچنین سایت ها باید بسته به شرایط محیطی از مبدل حرارتی بادوام استفاده کنند. آنها باید با توجه به شرایط کاری قابل تعمیر باشند. در پروژه شماره 1، ما یک مبدل حرارتی پوسته و لوله با پره مارپیچی را با در نظر گرفتن نانو سیال که جریان چند فازی را اعمال می کند (روش مخلوط) شبیه سازی کرده ایم.

مبدل حرارتی پوسته و لوله، برش بافل، نانوسیال مخلوط

در پروژه شماره 2، یک مبدل حرارتی پوسته و لوله را با در نظر گرفتن برش بافل شبیه سازی کرده ایم. بسیاری از مواد را می توان به عنوان نانوذرات استفاده کرد. از آنجایی که رسانایی حرارتی مواد، چه به صورت فلز یا غیرفلزی، Al2O3، CuO، TiO2، SiC، TiC، Ag، طلا، مس و آهن به طور کلی چندین برابر بیشتر است، حتی در غلظت کم، که نتیجه آن در یک ضریب انتقال حرارت موثر مشخص می شود.

چگالش در کندانسور پوسته و لوله

پروژه شماره 3 فرآیند تراکم در داخل کندانسور پوسته و لوله را شبیه سازی می کند. از مدل مخلوط چند فازی استفاده شده است. زیرا دو فاز آب مایع و بخار آب کاملاً با هم مخلوط می شوند. همچنین برای تعریف چگالش باید یک انتقال جرم به شکل تبخیر-تراکم تعریف شود که این کار انجام شده است.

تبخیر سطحی یک قطره آب در حال سقوط

در پروژه شماره 4، فرآیند تبخیر یک قطره آب به فضای هوا شبیه سازی شده است. بنابراین مدل چند فازی فاز اولیه هوا و فازهای ثانویه آب و بخار آب را شبیه سازی می کند. تبخیر سطح قطرات در هوا باید شبیه سازی شود. هدف از شبیه سازی بررسی رفتار قطرات در هنگام سقوط و میزان بخار تولید شده در هوا در اثر تبخیر سطح آب است.

احتراق ابرصوتی در اسکرم جت

اسکرم جت ها نوعی از رم جت ها هستند که می توانند با سرعت مافوق صوت حرکت کنند در حالی که هیچ وسیله حرکتی در موتور آن وجود ندارد. فناوری Scramjet با توسعه ramjet شروع شد. رم جت ها ممکن است به سرعت مافوق صوت دست پیدا نکنند، در حالی که اسکرام جت ها لزوماً با سرعت مافوق صوت پرواز می کنند. در پروژه شماره 5 احتراق Hypersonic در موتور Scramjet با ویسکوز شبیه سازی شده است. عدد ماخ هوای ورودی روی 6 تنظیم شده است و دمای کل دامنه برابر با 300k است.

انژکتور سوخت، جریان سه فاز

به طور کلی، انژکتور سوخت سیستمی از مجرا و نازل است که برای هدایت جریان یک سیال پرفشار استفاده می شود، به طوری که یک سیال با فشار پایین تر در جت وارد شده و از طریق یک مجرا به ناحیه ای با فشار بالاتر منتقل می شود. در پروژه شماره 6 یک انژکتور سوخت جریان سه فاز شبیه سازی شده است. مدل چند فازی مخلوط برای سه فاز هوا، مایع و بخار برای بررسی فعل و انفعالات فاز استفاده شده است.

جریان نانوسیال در کانال دارای منبع حرارتی

پروژه شماره 7 جریان یک نانوسیال آب Al2O3 را در کانالی با منبع گرما شبیه سازی می کند. این کانال دارای مقطع مربع بوده و دارای ده دسته مانع در داخل می باشد. هر یک از این موانع دارای دو مانع صفحه مورب در مقابل یکدیگر و یک مانع استوانه ای بین آنهاست. به طوری که وجود این موانع مسیر جریان نانوسیال از کانال را مشخص می کند. برای تعریف نانوسیال، از مدل مخلوط چند فازی استفاده شده است.

مدیریت حرارتی باتری با نانوسیال

پروژه شماره 8 ویژگی های حرارتی باتری را با استفاده از یک نانوسیال دو فاز شبیه سازی می کند. این شبیه سازی مربوط به یک مدل باتری MSMD دو پتانسیل (چند دامنه ای) است. شبیه‌سازی حاضر با مدل چند فازی مخلوط انجام شده و تأثیر جریان نانوسیال در افزایش انتقال حرارت باتری بررسی می‌شود. هدف این کار بررسی اثربخشی مواد تغییر فاز در فرآیند خنک‌سازی باتری است.

تشکیل هیدرات، جریان چندفازی مخلوط در لوله زانویی

پروژه شماره 9 جریان تشکیل هیدرات را در داخل یک لوله با زانویی 90 درجه شبیه سازی می کند. هیدرات ها مواد آلی هستند که حاوی آب هستند. هیدرات در این پروژه سه ماده مختلف آب، بخار آب و متان را ترکیب می کند. همچنین بین فاز آب مایع و بخار آب، انتقال جرم به عنوان فرآیند تبخیر – تراکم تعریف شده است.

سانتریفیوژ، جریان دوفازی (Mixture)

در پروژه شماره 10، اثر چرخش ثابت یک توربین گریز از مرکز بر روی مخلوط آب و هوای دو فاز بررسی شده است. مدل مخلوط چند فازی برای حل فعل و انفعالات فاز آب و هوا استفاده می شود. کسر حجمی فاز ثانویه (هوا) مقادیر بسیار پایینی در مرتبه 0.0001 دارد که اعتبار مدل چند فازی مخلوط را در این پروژه اثبات می کند. کسر حجمی فاز ثانویه باید کمتر از 15 درصد برای استفاده از مدل چند فازی مخلوط باشد. سرعت لغزش در رابط تماس آب و هوا در نظر گرفته شده است. مدل حرکت قاب (MRF) برای شبیه سازی چرخش استفاده شده است.