۸۱۶

Stability analysis of two-phase stratified flow in the horizontal ribbed channel

كارشناسي ارشد

مكانيك

تهران شمال

۱۳۹۷

۹۷/۱۰/۲۵

۱۸/۲۵

۱۶۸ص.

اسكندري ثاني،عبداله

Layer Two , Phase Flow

با توجه به كاربرد گسترده جريان‌هاي دوفازي به‌ويژه در صنعت نفت و خطوط انتقال نفت، پيدا كردن شرايطي كه تحت آن‌ها جريان اسلاگ شده و مرتب آشفته‌تر مي‌شود از اهميت زيادي براي طراحي خطوط جريان برخوردار‌است تا خطوط لوله‌اي داشته باشيم كه در اثر اين فشارها فرسوده و دچار شكستگي نشود. لذا با بررسي ده‌ها مدل براي هركدام از عوامل ايجاد اغتشاش، نقطه‌اي را كه تحت آن جريان اسلاگ مي‌شود به دست آورديم. در اين تحقيق مي‌خواهيم به بنيم با چه مشخصات اغتشاش سازي در مسئله، جريان اوليه تبديل به اسلاگ مي‌شود و ديگر باگذشت زمان جريان به حالت اوليه بازنمي‌گردد و اسلاگ تر مي‌شود تا اين‌كه جريان اسلاگ ديواره‌هاي مدل را مي‌شكافد كه اين عوامل ساختگي اغتشاش ساز ممكن است به‌صورت عملي در لوله‌هاي جريان مثل لوله‌هاي نفت اتفاق بي افتد و اگر با مشخصاتي كه در اين مدل نمونه پرداخته‌شده، اگر كنترل نشوند جريان اسلاگ ايجادشده به‌صورت مداوم به ديواره لوله آسيب وارد مي‌كند و سبب استهلاك و فرسايش ديواره لوله و نهايتاً شكستن لوله مي‌گردد. لذا در طراحي لوله و جريان داخل آن بايد سعي شود اين عوامل اغتشاش ساز ميان جريان چند فازي داخل لوله را به حداقل رساند. از طرف ديگر تأثير عاج دار شدن ديواره لوله‌ها و كانال‌ها كه تاكنون تحقيقي روي آن صورت نگرفته بود بررسي كرديم و با بررسي ده‌ها مدل بررسي شد كه در اين حالت تحت چه مشخصاتي در شرايط اغتشاش ساز، تحت آن‌ها جريان، آشفته‌تر مي‌شود. روش تحقيق و اجراي طرح، در اين تحقيق شبيه‌سازي عددي جريان به‌وسيله نرم‌افزار فلوئنت مورد تحليل قرارگرفته است. متريال بخش فاز مايع، آب مايع در بانك متريال فلوئنت و متريال بخش فاز گاز، هوا هست. حل در فلوئنت توسط حلگر دو دقتِ انجام‌شده و مدل حل جريان دوفازي VOF بوده و مدل حل اغتشاش حالت دو معادله، كا اپسيلون هست. طبق نتايج اين تحقيق، در حالت هندسه بدون عاج اختلاف سرعت مؤثرترين پارامتري است كه با ايجاد آن جريان با سرعت بيشتري نسبت به ساير پارامترها اسلاگ تر مي‌شود و لانداها ميان مرز دو فاز هر چه كوچك‌تر شوند ناپايداري سريع‌تر اتفاق مي‌افتد. قسمت اول كه هندسه بدون عاج بود، طبق تحقيقات انجام‌شده توسط ديگر محققان ازجمله تحقيق انجام‌شده توسط آقاي اسكندري ثاني و انصاري (1382) كه به بررسي شبيه‌سازي پايداري جريان دوفازي لايه‌اي با توجه به اثرات كشش سطحي پرداختند. [9] مطابقت دارد. درنتيجه با توجه به اين‌كه نتايج عددي به‌دست‌آمده با نتايج تجربي مطابقت دارد روش كار ما اعتبار سنجي شده و نشان مي‌دهد روشي كه به كاربرديم درست هست. لذا پس اعتبار سنجي روشي كارمان به قسمت دوم تحقيق رفتيم كه تاكنون به هيچ شكلي انجام‌نشده بود كه تحليل پايداري روي هندسه آجدار بود و هندسه را عوض كرديم در حالت عاج دار برخلاف تصور اوليه، جريان نسبت به حالت هندسه بدو عاج، سريع‌تر پايدار شد و حتي در پارامتر لانداها ميان مرز دو فاز هر چه لانداها را كوچك‌تر نموديم باز به‌هيچ‌وجه جريان اسلاگ تر نشد و اغتشاشات كم‌تر شد. لذا طبق اين تحقيق اگر ديواره، كانال‌هاي انتقال جريان‌هاي دوفازي را عاج دار كنند، جريان دوفازي پايدارتر خواهد شد.

52791