Numerička simulacija krize ključanja u isparivačkim cevima

Abstract

Predmet ovog rada je numerička simulacija i analiza trodimenzionalnog dvofaznog strujanja i istraživanje mehanizama krize ključanja u isparivačkim cevima. Kriza ključanja je nepovoljna pojava. Nagli porast temperature zida cevi izaziva termomehanička naprezanja, koja mogu dovesti do pojave prskotina i pucanja cevi pod pritiskom.

Razvijen je matematički model dvofaznog strujanja u isparivačkoj cevi,koji se sastoji od jednačina održanja mase, količine kretanja i energije za obe faze. Sastoji se od sistema parcijalnih diferencijalnih jednačinakoje su rečavane za definisane granične uslove.Bilo je neophodno uvesti i modeliranje i numeričku simulaciju na mikro nivou, jer je bilo potrebno ispitati i proces pojave i rasta mehura, kao i ponašanje dvofazne mešavine na zagrejačkoj površini na makroskopskom nivou. Rezultati numeričkih simulacija su upoređeni sa raspoloživim eksperimentalnim rezultatima.

The subject of this thesis is numerical simulation and analyses of three dimensional two-phase flow and mechanism of boiling crises in evaporation pipes. Boiling crises is characterized by a dried out heat surface and can bring physical destruction of the heater. A developed mathematical model of two phase flow in evaporation pipe consists of prescribed mass, momentum and energy conservation equations for liquid and vapor two-phase flow. It consists of set of partial differential equations which were solved for specific boundary conditions. Modeling of the micro scale level was necessary to take into account processes of the bubble rise and behavior of the two-phase mixture at the heating surface. Results of the numerical simulation are compared with similar available results of the experiments from the literature.