ارزیابی نحوه عملکرد و تعیین بهترین مدل اغتشاشی در مدلسازی جریان اسلاگ

تا کنون مدل سازی های زیادی بر روی جریان اسلاگ انجام شده است، اما در اغلب آنها از مدل جریان آرام که تقریبا فرض غیر فیزیکی است، برای حل جریان اسلاگ استفاده شده است. در معدود بررسیهای انجام شده با مدلهای جریان مغشوش نیز، به میزان نوع تناسب مدل اغتشاشی انتخابی و رژیم جریان اسلاگ اشاره ای نشده است. رژیم اسلاگ یک جریان برشی است، که در قسمتهایی از آن، جریان دچار چرخش و کرنش زیاد می شود. در این تحقیق ابتدا وجه تمایز مدل های اغتشاشی، فرضیات اولیه جهت استخراج مدل، مزایا، معایب و سایر مشخصات مهم مدل های اغتشاشی رایج بررسی شده و سپس میزان تطابق آن ها با جریان اسلاگ تحلیل شده است. در مرحله بعد پس از انجام شبیه سازی های گوناگون با استفاده از نرمافزار FLUENT و مقایسه نتایج مدلهای مختلف با یکدیگر و همچنین مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی، بهترین و سازگارترین مدل اغتشاشی با رژیم جریان اسلاگ، معرفی شده است. در همین رابطه مدل اغتشاشی RNG k-ε به عنوان سازگارترین مدل اغتشاشی، که میتواند برای مدلسازی اغتشاشات در جریان اسلاگ در کنار همه مدل های جریان دوفازی به کار برده شود تعیین گردید. در انتها مشخصات مختلف جریان اسلاگ مانند توزیع فشار در زمان وقوع اسلاگ، سرعت مخلوط اسلاگ، زمان و مکان وقوع اسلاگ با مدل اغتشاشی RNG محاسبه و ارائه گردید.

کلیدواژه ها:

Slug ، turbulence ، Vortex ، Simulation ، VOF ، اسلاگ ، اغتشاشات ، گردابه ، شبیهسازی ، مدل دو فازی حجم سیال