اصلاح مدل انتقال جرم «نرخ معین» برای شبیه سازی عددی فرایند چگالش تماس مستقیم جت بخار در جریان آب

D i r e c t c o n t a c t c o n d e n s a t i o n i s u s e d i n i n d u s t r i a l a p p l i c a t i o n s, s u c h a s s t e a m j e t p u m p s, d i r e c t-c o n t a c t h e a t e x c h a n g e r s a n d n u c l e a r r e a c t o r c o o l i n g s y s t e m s, d u e t o i t s h i g h l y e f f i c i e n t h e a t a n d m a s s t r a n s f e r. W h e n s t e a m i s i n j e c t e d i n t o s u b c o o l e d w a t e r, a s t e a m p l u m e i s g e n e r a t e d a t t h e e x i t o f t h e s t e a m n o z z l e, s u r r o u n d e d b y a n i n t e r f a c e a r o u n d t h e s t e a m p l u m e. T h e d i r e c t a n d q u i c k t r a n s f e r o f h e a t, m a s s a n d m o m e n t u m a c r o s s s t e a m-w a t e r i n t e r f a c e m a k e s t h e p h y s i c s o f d i r e c t c o n t a c t c o n d e n s a t i o n v e r y c o m p l e x. T o e f f i c i e n t l y d e s i g n t h e a b o v e m e n t i o n e d e q u i p m e n t o f d i r e c t c o n t a c t c o n d e n s a t i o n, a p r o p e r u n d e r s t a n d i n g o f h e a t a n d m a s s t r a n s f e r i n t h i s p h e n o m e n o n i s r e q u i r e d. S e v e r a l e x p e r i m e n t a l a n d t h e o r e t i c a l w o r k s h a v e b e e n p e r f o r m e d o n s t e a m j e t c o n d e n s a t i o n i n w a t e r. H o w e v e r, t h e r e h a v e b e e n a f e w n u m e r i c a l i n v e s t i g a t i o n s o f t h i s p h e n o m e n o n. D i f f e r e n t h e a t a n d m a s s t r a n s f e r m o d e l s h a v e b e e n u s e d b y r e s e a r c h e r s t o d e v e l o p a s u i t a b l e n u m e r i c a l t o o l t o s i m u l a t e s t e a m c o n d e n s a t i o n p r o c e s s. C o n s t a n t-r a t e m a s s t r a n s f e r m o d e l i s o n e o f t h e m o d e l s u s e d i n n u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f d i r e c t c o n t a c t c o n d e n s a t i o n i n s t e a m i n j e c t i o n i n t o w a t e r. T h i s m o d e l n e e d s a s p e c i f i c e m p i r i c a l c o e f f i c i e n t f o r e a c h s i m u l a t i o n. I n t h i s s t u d y, c o n s i d e r i n g a v a i l a b l e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s o f p r e v i o u s i n v e s t i g a t i o n s, a n u m e r i c a l s i m u l a t i o n w a s p e r f o r m e d i n A N S Y S F l u e n t s o f t w a r e b y u s i n g c o n s t a n t-r a t e m a s s t r a n s f e r m o d e l t o s t u d y t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t s t e a m a n d w a t e r f l o w p a r a m e t e r s, i n c l u d i n g w a t e r s u b c o o l i n g d e g r e e, R e y n o l d s n u m b e r o f w a t e r f l o w, a n d s t e a m m a s s f l u x, o n d i m e n s i o n l e s s s t e a m p l u m e l e n g t h. M o r e o v e r, c o n s t a n t-r a t e m a s s t r a n s f e r m o d e l w a s r e v i s e d b y u s i n g t h e r e s u l t s o b t a i n e d f r o m t h e s i m u l a t i o n a n d a n e w c o r r e l a t i o n f o r c a l c u l a t i o n o f t h e c o n s t a n t c o e f f i c i e n t o f t h e m a s s t r a n s f e r m o d e l w a s p r o p o s e d a s a f u n c t i o n o f f l o w p a r a m e t e r s t h a t i n f l u e n c e t h e p h e n o m e n o n t o i n c r e a s e t h e a c c u r a c y o f f u t u r e s i m u l a t i o n s. T h e p r o p o s e d c o r r e l a t i o n a g r e e s w e l l w i t h n u m e r i c a l d a t a a n d m o s t o f t h e d a t a l i e i n t h e r a n g e o f \p m ۲۰\% o f t h e c o r r e l a t i o n.