Πρόβλεψη κρίσης βρασμού με χρήση υπολογιστικής ρευστομηχανικής

Προζυμάς, Χρήστος Κωνσταντίνος; Prozymas, Christos Konstantinos

dc.contributor.author	Προζυμάς, Χρήστος Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Prozymas, Christos Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2024-12-20T09:28:17Z
dc.date.available	2024-12-20T09:28:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60589
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28285
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Κρίση βρασμού	el
dc.subject	Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
dc.subject	Πυρηνική τεχνολογία	el
dc.title	Πρόβλεψη κρίσης βρασμού με χρήση υπολογιστικής ρευστομηχανικής	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
heal.classification	Πυρηνική τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-15
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η προσομοίωση πολυφασικής ροής με βρασμό, κατά μήκος σωλήνωσης με θερμαινόμενα τοιχώματα, με την χρήση κώδικα υπολογιστικής ρευστομηχανικής (CFD) ώστε να επιτευχθεί η πρόβλεψη της κρίσης βρασμού (Critical Heat Flux). Για τις προσομοιώσεις χρησιμοποιείται το Eulerian μοντέλο για πολυφασική ροή δύο ρευστών καθώς και το γενικευμένο μοντέλο διαμερισμού της ροής θερμότητας για πολυφασική ροή (WHFP model). Το προτεινόμενο μοντέλο προσομοιώσεων δομείται στο λογισμικό ANSYS Fluent 2021R, με βάση τα διαθέσιμα εργαλεία της υπολογιστικής ρευστομηχανικής τα οποία αξιολογούνται ως προς τα αποτελέσματα τους συγκρινόμενα με τα δεδομένα των πειραμάτων των Becker et al (1983). Η απόκλιση από τα πειραματικά αποτελέσματα κυμαίνεται από 0.05m έως 0.35m. Η θερμοκρασία του τοιχώματος προβλέπεται με ικανοποιητική ακρίβεια, εκτός της περιοχής λίγο πριν την κρίση βρασμού, όπου το μοντέλο δεν μπορεί να προβλέψει την μικρή μείωση της θερμοκρασίας που προκύπτει, καθώς και την απότομη αύξηση της στην συνέχεια. Επιπλέον, γίνεται τροποποίηση του προτεινόμενου μοντέλου με την χρήση συναρτήσεων ορισμένων από τον χρήστη (user defined functions) και εισάγεται το μοντέλο των Hibiki και Ishii (2003) για την πυκνότητα των εστιών πυρηνοποίησης και το μοντέλο των Mitrakos et al (2023) για τη διάμετρο αναχώρησης φυσαλίδων. Τα τροποποιημένα μοντέλα αξιολογούνται εκ νέου συγκριτικά με τα πειραματικά αποτελέσματα των Becker et al (1983). Στην περίπτωση όπου η πυκνότητα των εστιών πυρηνοποίησης προσομοιώνεται με το μοντέλο των Hibiki και Ishii (2003), παρατηρείται υπερεκτίμηση της θερμοκρασίας του τοιχώματος σε σύγκριση με την πειραματική πριν και μετά το σημείο κρίσης βρασμού καθώς και μείωση της ακρίβειας στην πρόβλεψη της θέσης κρίσης βρασμού. Οι προσομοιώσεις με την χρήση του μηχανιστικού μοντέλου για την διάμετρο αναχώρησης των φυσαλίδων των Mitrakos et al (2023), παρουσιάζουν παρόμοια ακρίβεια ως προς τον υπολογισμό της θέσης κρίσης βρασμού με το αρχικό μοντέλο ωστόσο η θερμοκρασία του τοιχώματος πριν και μετά την κρίση βρασμού υπερεκτιμάται. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν την δυνατότητα της υπολογιστικής ρευστομηχανικής για προσομοιώσεις με ικανοποιητική ακρίβεια όσον αφορά την κρίση βρασμού, καθώς και την ανάγκη για περεταίρω διερεύνηση της μοντελοποίησης της πυκνότητας των εστιών πυρηνοποίησης και της συχνότητας αναχώρησης των φυσαλίδων.	el
heal.advisorName	Μητράκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Πετρόπουλος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ρούνη, Παναγιώτα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	64 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false