شبیه سازی عددی الگوهای جریان دوفازی گاز-مایع همسو رو به بالا در لوله های عمودی قطر بالا، به روش حجم سیال

در مطالعه حاضر به بررسی الگوهای جریان دوفازی گاز-مایع درون لوله عمودی به قطر داخلی ۷۰ mm پرداخته شده است. سیال های دوفازی مورد مطاله هوا و آب می باشند. شبیه سازی با نرم افزار متن باز اپن فوم انجام شده و از روش تک سیالی برای شبیه سازی جریان استفاده شده است، که در این روش سطح مشترک دوفاز با استفاده از مدل حجم سیال دنبال می شود. کارهای انجام شده تاکنون اکثرا به صورت آزمایشگاهی بوده و کارهای عددی انجام شده نیز بیشتر برای لوله های قطر کوچک بوده است. در شبیه سازی عددی انجام شده در کار حاضر، در ورودی سرعت فازهای گاز و مایع ثابت، در خروجی فشار ثابت و روی دیواره های لوله شرط عدم لغزش در نظر گرفته شده است. تمرکز اصلی این تحقیق، شبیه سازی الگوهای جریان مختلف، براساس تغییر سرعت ظاهری هوا و آب در ورودی لوله می باشد. همچنین نمودارهای توزیع چگالی فازها نیز بدست آمده اند، که از بررسی رفتار این نمودارها می توان نوع الگوی جریان دوفازی درون لوله را تشخیص داد. محدوده سرعت های ظاهری هوا و آب در ورودی لوله مورد بررسی به ترتیب ۰.۰۱ – ۱۵ m/s و ۰.۱ – ۱.۵ m/s می باشد. از تحلیل نتایج؛ چهار الگوی حبابی، لخته ای، متلاطم و حلقوی و همچنین دو الگوی فرعی، شبه-حلقوی و حبابی کلاهکی بدست آمدند.

کلیدواژه ها:

two-phase flow ، Vertical Pipes ، volume Fraction Distribution ، Flow Patterns ، VOF model ، جریان دو فازی ، لوله های عمودی ، توزیع کسرحجمی ، الگوهای جریان ، مدل حجم سیال