الملخص

يقدم هذا البحث دراسة نظرية لعملية تبخير الماء بطريقة الحمل الحراري الطبيعي (الحر) من سطح متموج مبلل بالماء على وسط راكد مكون من الهواء الجاف ومخاليط مختلفة من الهواء وبخار الماء والبخار المحمص. السطح بقي عند درجة حرارة ثابتة وتركيز ثابت.
تم اشتقاق المعادلات التفاضلية الجزئية التي تحاكي هذه الظاهرة وحلت هذه المعادلات باستخدام (نهج الفرق المحدود) بعد أن تم تحوير السطح من متموج إلى مسطح. تمت دراسة تأثير سعة الموجة للسطح المتموج على معدل التبخر وكذلك على درجة حرارة الانقلاب. كما تمت دراسة تأثير درجة حرارة وتركيب وسط التبخير على معدل التبخر.
النتائج أثبتت أن معدل التبخر من الأسطح المتموجة أقل من الأسطح المسطحة عند نفس الظروف. كما أن معدل تبخر الماء يزداد بزيادة درجة حرارة الوسط. ومعدل التبخر عند استخدام الهواء الجاف أعلى من معدل التبخر عند استخدام البخار المحمص إلى عند درجة حرارة الانقلاب وبعدها يصبح معدل التبخر باستخدام البخار المحمص هو الأعلى. سعة موجة السطح المتموج لم يكن لها أي تأثير على درجة الانقلاب.

ABSTRACT

This paper presents the results of a theoretical study of the evaporation of the most common solvent, namely, water, by natural convection from a wet vertical wavy surface into stagnant streams of dry air, unsaturated mixtures of air and vapors, and super heated vapors. The surface is maintained at uniform wall temperature and constant wall concentration. A simple coordinate transformation is employed to transform the complex wavy surface to a rather simpler flat plate. A marching finite-difference scheme is used to solve the partial differential equations that describe the evaporation process. The effect of the amplitude of the wavy surface on the rate of evaporation and the inversion temperature, as well as the effect of ambient temperature and free stream composition are investigated. The results showed that the rate of evaporation from a wavy surface is significantly lower than that from a flat plate under the same conditions. The rate of evaporation of water increases as the ambient temperature increases and it is higher in pure air than that in superheated vapor up to the inversion temperature. Above this temperature the rate of evaporation becomes higher in superheated vapor than in pure air. The amplitude of the wavy surface showed no effect on the inversion temperature.