An analytical model for predicting growth rate and departure diameter of a bubble in subcooled flow boiling

شکل گیری حباب در جوش جوش یک چرخه ایبولیتیک دارد که در آن هسته شدن به دنبال رشد حباب، خروج و یک دوره انتظار است. سرعت رشد حباب نقش مهمی در دینامیک حباب بازی می کند و همچنین در کل چرخه ایوبالیتی تاثیر می گذارد. محاسبه تحلیلی نرخ رشد حباب و قطر خروجی به دلیل دخالت نیروهای مختلف و فرآیندهای انتقال حرارت در یک حباب هسته ای دشوار است. در این مقاله، یک روش تحلیلی برای محاسبه سرعت رشد و قطر خروجی یک حباب هسته ای در جریان جوش جوش شیرین پیشنهاد شده است. رویکردهای تعادل نیروی و انرژی برای محاسبه قطر رشد و خروج حباب اعمال شده است. کمک های انتقال حرارت از میکرولیای تبخیری زیر حباب، مایع سوپر تبخیر اطراف حباب و تراکم از کلاهک حباب برای محاسبه نرخ رشد حباب درنظر گرفته شده است. به جای استفاده از یک ضریب ثابت برای نشان دادن کسری از حباب در مایع تخلخل بیرونی با استفاده از مدل های تحلیلی موجود، مدل حاضر، ضریب پارامترهای جریان جوش را با هم مرتبط می کند. همچنین تلاش برای محاسبه دقیق توزیع دما در سطح گرم و جریان مایع صورت گرفته است. نرخ رشد حباب و قطر خروجی برای مقادیر مختلف شار جرم خنک کننده، فشار سیستم، شار حرارتی اعمال شده، زاویه جهت جهت و غلظت مایع محاسبه شده است. سهم انتقال گرما از لایه فرد به سمت نرخ رشد حباب اندازه گیری شده و تجزیه و تحلیل شده است. مدل تحلیلی حاضر با طیف وسیعی از داده های تجربی معتبر بوده و توافق بهتر با داده های تجربی را نسبت به مدل های تحلیلی موجود ارائه می دهد.