بررسی آزمایشگاهی انتقال حرارت جریان دوفازی همسوی رو به پایین در داخل لوله های عمودی

در این مقاله تماس مستقیم آب داغ با هوای سرد برای جریان همسوی رو به پایین درون لوله عمودی بررسی شده است. آزمایش ها در شرایط جریان آشفته، برای لوله هایی به طول 1، 1.5 و 2 متر و قطر 0.021متر انجام شده است. در آزمایش ها دمای آب داغ از 35 تا 50 درجه سلسیوس و دمای هوا از 25 تا 35 درجه سلسیوس تغییر داده شده اند. سرعت هوا در آزمایش های مختلف، در مقادیر 3، 5، 7، 9 و 11 متر بر ثانیه، و نرخ های جریان مایع 5، 8 و 10 لیتر بر دقیقه تغییر داده شدند. الگوی جریان دوفازی بصورت حلقوی در لوله، تشکیل شده است. سطح تماس بین آب و هوا، با استفاده از تابش نور لیزری صفحه ای در مسیر جریان و عکس برداری و پردازش تصویری آن بدست آمده است. آزمایش ها نشان داده است که انتقال حرارت از آب داغ به هوای سرد با افزایش نرخ جریان هوا افزایش پیدا می کند. بیش از 80 درصد حرارت، از طریق تبخیر و کمتر از 20 درصد، از طریق جابجایی منتقل می شود. در هر سه لوله، با افزایش نرخ جریان مایع، عدد ناسلت کاهش پیدا می کند. در تمامی دماها، عدد ناسلت با افزایش طول لوله کاهش یافت. مقادیر عدد ناسلت آزمایشگاهی، با مقادیر تجربی بدست آمده برای لوله های صاف مقایسه شدند. در نهایت، روابط اصلاحی برای عدد ناسلت ، با برازش داده های آزمایشگاهی بر روی روابط مربوط به لوله های صاف، بدست آمد. رابطه پیشنهادی برای انتقال حرارت، عدد ناسلت را با میانگین خطای ±15.26% ، پیش بینی کرد.