Ин таҳқиқот баррасӣ мекунад, ки агар ҷараёни гармӣ ба девор хеле зуд зиёд шавад, ҷараёни турбулентии об пеш аз оғози ҷӯшиш чӣ гуна вокуниш нишон медиҳад. Диққати асосӣ ба режими якфазаи моеъ то Onset of Nucleate Boiling (ONB) равона шудааст. Дар ин марҳила об ҳанӯз моеъ аст, вале майдони ҳарорат, сохторҳои турбулентӣ ва механизми интиқоли гармӣ дар назди девор босуръат дигар мешаванд.

Масъалаи асосӣ

Ин раванд махсусан барои реакторҳои ҳастаӣ, системаҳои пурқуввати хунуккунии электронӣ ва каналҳое, ки зери сарбории зиёди гармӣ кор мекунанд, муҳим аст. Савол танҳо ин нест, ки “ҳарорат боло меравад ё не”. Саволи аслӣ он аст, ки оё моеъ метавонад гармиро аз девор ба қадри кофӣ зуд дур кунад ё режими ҷӯшиш ногаҳон оғоз меёбад.

Усул

Муаллифон равандро бо Large-Eddy Simulation (LES) таҳлил кардаанд. Дар симулятсия тағйири часпакӣ ва гузаронандагии гармии об вобаста ба ҳарорат ба назар гирифта шудааст. Ин муҳим аст, зеро ҳангоми гарм шудани об дар назди девор хосиятҳои он дигар мешаванд ва худи ҷараёнро низ бозпас тағйир медиҳанд.

Натиҷаҳо

Натиҷаи асосӣ он аст, ки гармкунии тез ва гармкунии суст яксон нестанд. Дар ҳолати тез қабати назди девор бештар гарм мешавад, адади Stanton тақрибан %30 зиёд мегардад ва дарозии вуруди гармӣ кӯтоҳтар мешавад. Дар гармкунии суст моеъи аз ҳад гармшуда бештар дар шакли наворҳои тӯлонӣ дар самти ҷараён боқӣ мемонад. Дар гармкунии тез бошад, дар назди девор қариб як қабати якхелаи моеъи аз ҳад гармшуда ба вуҷуд меояд.

Таҳқиқот инчунин нишон медиҳад, ки дар ин гузариш сохторҳои турбулентии назди девор аз нав ташкил мешаванд. Суръати ҷараён меафзояд, vorticitӣ дар самти паҳноӣ қавитар мешавад ва интиқоли гармӣ ба минтақаи наздиктари девор маҳкамтар мегардад. Яъне марҳилаи пеш аз ҷӯшиш танҳо болоравии ҳарорат нест, балки бозсозии худи ҷараён низ ҳаст.

Чаро ин муҳим аст?

Паёми асосии мақола ин аст, ки режими якфаза пеш аз оғози ҷӯшиш аҳамияти бисёр калон дорад. Агар муҳандис танҳо ҳарорати миёнаи деворро бинад, метавонад тағйироти хатарноки маҳаллиро набинад. Барои фаҳмидани дурусти оғози ҷӯшиш бояд турбулентияти сеандоза, майдони ҳарорат ва тағйири хосиятҳои моеъ якҷоя арзёбӣ шаванд.

Барои Verianla хулосаи асосӣ чунин аст: дар системаҳои дорои ҷараёни баланди гармӣ амният ва самаранокӣ аз физикаи нозуки назди девор сахт вобаста аст. Аз ин рӯ моделҳое, ки чунин гузаришҳои тезро мефаҳмонанд, барои лоиҳаҳои ояндаи хунуккунӣ ва бехатарӣ хеле арзишманданд.