Računski model stenskega in volumetričnega uparjanja v toplotni cevi : doktorska disertacija

Štrucl, Jure

| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Prva stran > Izpis gradiva

Izpis gradiva

Naslov:	Računski model stenskega in volumetričnega uparjanja v toplotni cevi : doktorska disertacija
Avtorji:	ID Štrucl, Jure (Avtor) ID Zadravec, Matej (Mentor) Več o mentorju... ID Marn, Jure (Komentor)
Datoteke:	DOK_Strucl_Jure_2026.pdf (7,72 MB) MD5: 2B00EA64DE885C19FB0EB7CC0FEF8858
Jezik:	Slovenski jezik
Vrsta gradiva:	Doktorsko delo/naloga
Tipologija:	2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:	FS - Fakulteta za strojništvo
Opis:	Doktorska disertacija obravnava razvoj in validacijo novega kombiniranega modela vrenja (CBM), namenjenega numeričnemu izračunu stenskega in volumetričnega uparjanja in kondenzacije v toplotnih ceveh brez kapilarne strukture oziroma dvofaznih zaprtih termosifonih (TPCT). CBM v enoten okvir poveže razširjeni RPI-model stenskega vrenja z drsečimi mehurčki, volumetrični model uparjanja in kondenzacije po Leeju ter poenostavljen model filmske kondenzacije na osnovi Nusseltove teorije laminarnega filma. Model je v celoti implementiran v okviru metode Euler–Euler in konjugiranega prenosa toplote (CHT) v programskem okolju AVL FIRE™ M, z možnostjo uporabe tudi v kombinaciji z metodo VOF za natančnejšo lokalno analizo dvofaznega toka. Za dokaz koncepta je CBM najprej validiran na preizkusnem kanalu z nadtlačno vodo/glikolom, kjer poteka podhlajeno stensko vrenje. Izvedena je bila obsežna študija vpliva mreže in časovnega koraka ter simulacij pri različnih hitrostih toka, tlakih in toplotnih tokovih, skupaj več kot 96 simulacij. Napovedane temperature stene in nastajanje pare se z eksperimentalnimi podatki ujemajo znotraj približno 5 %, CBM pa v vseh pogojih bolje zajame vpliv prisilne konvekcije kot klasični RPI-model. V drugi fazi je model uporabljen za numerično analizo TPCT z vodo pri različnih toplotnih obremenitvah (100–376 W) in razmerjih polnitve (0,5 in 1,0). Simulacije uspešno opišejo zagon termosifona, nastanek in transport parnih žepov ter tvorbo stenskega kondenzatnega filma v kondenzatorju. V primerjavi z eksperimentom in predhodnimi VOF–Lee-jevimi simulacijami se povprečna absolutna odstotna napaka temperature zmanjša na približno 1,55 %, ob bistveno nižjem računskem strošku (simulacija 60 s obratovanja v nekaj dneh namesto tednov). CBM tako predstavlja energijsko skladen in računsko učinkovit pristop za inženirsko toplotno analizo toplotnih cevi in termosifonov.
Ključne besede:	toplotna cev, dvofazni zaprti termosifon, uparjanje in kondenzacija, konjugiran prenos toplote (CHT), stensko vrenje
Kraj izida:	Maribor
Kraj izvedbe:	Maribor
Založnik:	[J. Štrucl]
Leto izida:	2026
Št. strani:	XIII, 132 str.
PID:	20.500.12556/DKUM-96016
UDK:	[532.54:536.423]:519.6(043.3)
COBISS.SI-ID:	288824835
Datum objave v DKUM:	24.07.2026
Število ogledov:	287
Število prenosov:	10
Metapodatki:
Področja:	KTFMB - FS
:	Kopiraj citat

Skupna ocena:	(0 glasov)
Vaša ocena:	Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:

Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:	CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna

Povezava:	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:	Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.
Začetek licenciranja:	21.11.2025

Sekundarni jezik

Jezik:	Angleški jezik
Naslov:	Computational wall and flow evaporation model for heat pipe simulations
Opis:	This dissertation presents the development and validation of a new Combined Boiling Model (CBM) for numerical prediction of wall and flow evaporation and condensation in wakeless heat pipes or two-phase closed thermosyphons (TPCT). The CBM integrates an extended RPI wall boiling model with sliding bubbles, a volumetric Lee-type evaporation–condensation closure, and a simplified wall film condensation model based on Nusselt’s laminar film theory. The model is fully implemented within an Euler–Euler multiphase framework coupled with conjugate heat transfer (CHT) in AVL FIRE™ M, and can also be combined with a Volume of Fluid (VOF) interface-capturing approach for detailed local two-phase flow analysis. As proof of concept, the CBM is first validated on a heated rectangular channel with pressurised water–glycol flow under subcooled flow boiling conditions. A comprehensive mesh and time-step sensitivity study, together with simulations over a wide range of mass fluxes, pressures, and heat fluxes, was carried out, for a total of more than 96 simulations. Predicted wall temperatures and vapour generation show good agreement with experimental data, with deviations typically within 5 %, while CBM clearly improves the representation of forced-convective boiling compared to the classical RPI model. In the second part, the model is applied to a water TPCT for various heat inputs (100–376 W) and filling ratios (0.5 and 1.0). The simulations successfully reproduce start-up, formation and transport of vapour slugs and the development of a condensate film in the condenser. Comparison with experiments and previous VOF–Lee simulations shows a reduction of the average absolute percentage error of wall temperature to about 1.55 %, while significantly lowering computational cost (about 60 s of physical time obtained in a few days instead of weeks). The CBM thus provides an energy-consistent and computationally efficient tool for engineering thermal analysis and design of two-phase heat pipes and thermosyphons.
Ključne besede:	heat pipe, two-phase closed thermosyphon (TPCT), evaporation and condensation, conjugate heat transfer (CHT), wall boiling

Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)

0 - 0 / 0

Ni komentarjev!

Nazaj