شبیه‌سازی جوشش جریانی مادون سرد راهگاه خنک‌کاری موتورهای احتراق داخلی از طریق مدلسازی عددی درون یک کانال با گرمایش نقطه‌ای

نویسندگان

چکیده

انتقال حرارت جوششی همواره بعنوان یکی از راهکارهای مهم در افزایش انتقال حرارت بین سیال و سطوح جامد مطرح بوده است. جوشش جریانی مادون سرد یکی از مکانیزم­های انتقال حرارت با حجم انتقال حرارت بسیار بالا در راهگاه خنک کاری موتورهای احتراق داخلی می­باشد. در این پژوهش سعی بر آن است تا به مدل سازی جوشش مادون سرد در هندسه مشابه با کانال آب درون موتور احتراق داخلی در یک نرم افزار تجاری پرداخته شود. هندسه مورد استفاده بر اساس کار آزمایشگاهی صورت گرفته در پژوهش‌های پیشین، به صورت یک کانال با سطح مقطع مستطیل و یک نقطه داغ در کف کانال در نظر گرفته شد، هندسه مورد استفاده در این پژوهش که جنبه اصلی نوآوری این پژوهش می‌باشد به گونه ای مدل شده است که قادر باشد از نظر پدیده جوشش، اتفاق مشابه درون راهگاه را شبیه‌سازی کند مدل­­های مورد نیاز برای مدل سازی جریان جوشش مادون سرد با استفاده از پژوهش­های پیشین استخراج و درون نرم افزار تجاری جایگذاری شد. نتایج به دست آمده پس از صحت‌سنجی در هندسه نهایی جایگذاری شد. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت، تاثیر زبری کمتر شده و مقادیر عددی به مقادیر عملی نزدیک می­شوند. همچنین با گذر دمای سطح از دمای اشباع میزان انتقال حرارت توسط این مکانیزم افزایش چشمگیری داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Subcooled Flow Boiling Occurring in Internal Combustion Engine Water Jacket by Numerical Modeling in a Channel with Hot Spot

نویسندگان [English]

  • A. Shakeri
  • A. Keshavarz
  • A. Qasemian
  • F. Moradi
چکیده [English]

Boiling heat transfer always has been proposed as a solution for enhancing heat transfer between the fluid and solid surfaces. Subcooled flow boiling is one of the mechanisms that occur in Internal Combustion Engine water jacket in which high amounts of heat is transferred. In this research, it has been tried to simulate subcooled flow boiling in a geometry similar to coolant channel inside the internal combustion engine using commercial software. The geometry, based on experimental studies, was considered as a channel with a rectangular cross-section and a hot spot on the channel lower surface, this geometry is the innovative part of this study. The models required for simulating the subcooled flow boiling were extracted from literature and implemented in the commercial software. The obtained results, after validation, applied in the final geometry. The results showed that with increasing the velocity, roughness effects are reduced, and numerical values get close to the experimental values. Also, with the surface temperature passing through the saturation temperature, the heat transfer rate was significantly increased by this mechanism.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heat Transfer
  • ice
  • Subcooled Flow Boiling
  • Water Jacket
دوره 53، شماره 53 - شماره پیاپی 53
مقالات برتر دومین همایش ملی موتورهای درونسوز
بهمن 1397
صفحه 23-32
  • تاریخ دریافت: 06 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 01 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1401