شبیه سازی عددی اثرات الکترواستاتیک بر ضریب انتقال حرارت و هیدرودینامیک یک قطره منفرد به کمک cfd

در این پژوهش هیدرودینامیک پاشش الکتریکی(الکترواسپری) و تغییرات ضریب انتقال حرارت در پتانسیل های الکتریکی مختلف با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد مطالعه قرار گرفته است. مایع مورد استفاده در این شبیه سازی اتیلن گلایکول می باشد که دارای ویسکوزیته و ضریب نفوذپذیری الکتریکی مناسبی برای فرآیند پاشش الکتریکی می باشد. همچنین از هوا به عنوان فاز گاز استفاده شده است. برای این جریان دوفازی از مدل حجم سیال برای حل معادله مومنتوم استفاده شد. همچنین برای یافتن ضریب انتقال حرارت از رابطه تجربی ویتاکر که برای جریان گاز و مایع روی سطوح کروی صادق است، استفاده شد. برای بررسی هیدرودینامیک الکترواسپری از مایع در دو دبی متفاوت استفاده شد و در هر دو حالت، پتانسیل های مختلف الکتریکی به نازل اعمال شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی که با مایعات مختلف انجام شده است مطابقت داشت و نشان داد که با افزایش میزان پتانسیل الکتریکی اعمال شده، از قطر قطرات و زمان تشکیل آنها به دلیل غلبه نیروی وزن و الکترواستاتیک بر نیروی تنش سطحی کاسته می شود. همچنین با استفاده از نتایج شبیه سازی هیدرودینامیک قطره، ضریب انتقال حرارت جابجایی در پتانسیل های الکتریکی مختلف محاسبه شد که نشان داد با افزایش پتانسیل الکتریکی، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد.