Droplet evaporation (and condensation) is one of the most common instancesof multiphase flow with phase change, encountered in nature as well as intechnical and industrial applications. Examples include falling rain drops, fogsand mists, aerosol applications like electronic cigarettes and inhalation drugdelivery, engineering applications like spray combustion, spray wet scrubbing orgas absorption, spray drying, flame spray pyrolysis.Multiphase flow with phase change is a challenging topic due to the inter-twined physical phenomena that govern its dynamics. Numerical simulation isan outstanding tool that enables us to gain insight in the details of the physics,often in cases when experimental studies would be too expensive, impracticalor limited.In the present work we focus on simulation of the evaporation of smalldroplets. We perform simulation of evaporation of a pure and two−componentdroplet, that includes detailed thermodynamics and variable physical andtransport properties. Some of the conclusions drawn include the importance ofenthalpy transport by species diffusion in the thermal budget of the system, andthe identification and characterization of evaporating regimes for an azeotropicdroplet.In the second part we develop a method based on the immersed boundaryconcept for interface resolved numerical simulation of laminar and turbulentflows with a large number of spherical droplets that undergo evaporation orcondensation. / Droppförångning (och kondensation) är en av de vanligaste fallen av flerfasflöde med fasförändring, både i naturen och i tekniska och industriella tillämpningar. Exempel är fallande regndroppar, dimma, aerosol-tillämpningar som elektroniskacigaretter och läkemedelsleverans via inandning, tekniska tillämpningar som sprayförbränning, våtskrubbning med sprayning, gasabsorption, spraytorkning samt flammsprayspyrolys. Flerfasflöde med fasförändring är ett utmanande ämne på grund av de sammanflätade fysikaliska fenomen som styr dess dynamik. Numerisk simulering är ett utmärkt verktyg som gör det möjligt för oss att få insikt i detaljerna i fysiken, ofta i fall då experimentella studier skulle vara för dyra, opraktiska eller begränsade. I det nuvarande arbetet fokuserar vi på simulering av förångning av små droppar. Vi utför simulering av förångning av en ren och två−komponentdroppe, som inkluderar detaljerad termodynamik samt varierande fysikaliska och transportegenskaper. Några av de slutsatser som dras inbegriper betydelsen av entalpitransport genom diffusion av olika ämnen i systemets termiska budget samt identifieringen och karakterisering av förångningsregimer för en azeotropiskdroppe. I den andra delen utvecklar vi en metod baserad på det nedsänkta rand konceptet för gränssnittskompletterad numerisk simulering av laminära och turbulenta flöden med ett stort antal sfäriska droppar som genomgår förångning eller kondensering. / <p>QC 20171117</p>
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-217614 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Lupo, Giandomenico |
| Publisher | KTH, Mekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Licentiate thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/masterThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-MEK, 0348-467X |
Page generated in 0.0026 seconds