بررسی عددی جریان القا شده توسط یک شیر دروازه ای در رژیم جریان اسلاگ

در بیشتر کاربردهای صنعتی به دلیل خاصیت نامنظمی و نوسانات فشار بالا در رژیم جریان اسلاگ، سعی بر آن است که از تشکیل آن جلوگیری شود. هدف از این تحقیق، بررسی گرادیان فشار، کسر حجمی مایع اسلاگ، فرکانس اسلاگ و طول اسلاگ با استفاده از شبیه سازی عددی برای جریان اسلاگ با وجود شیر دروازه ای در لوله افقی می باشد. برای دستیابی به این هدف، شبیه سازی عددی برای رژیم جریان اسلاگ در یک لوله افقی به طول ۱۰ متر و قطر ۲۰ میلی متر با سه نسبت بازشدگی سطح مقطع مجزا انجام شد. ابتدا نتایج عددی (فرکانس اسلاگ) در مقایسه با سایر مطالعات عددی اعتبارسنجی شد و توافق منطقی با خطای کمتر از ۳ درصد به دست آمد. دوم، نتایج عددی در مقایسه با داده های تجربی از نظر زمان و مکان برای حالتی که جریان اسلاگ در مواجهه با شیر دروازه ای قرار دارد، تایید شد و خطای کمتر از ۱۵٪ به دست آمد. در نهایت، گرادیان فشار، فرکانس اسلاگ، طول اسلاگ و کسر حجمی مایع با وجود شیر دروازه ای با استفاده از روش عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بیانگر این بود که فرکانس اسلاگ به میزان ۳/۴ درصد افزایش می یابد و این پدیده به دلیل موج های کوچکی است که به دلیل افت فشار زیاد در محل شیر به وجود می آیند. طول اسلاگ مایع با کاهش بازشدگی دهانه شیر دروازه ای به میزان ۸۹/۲۰ افزایش و با افزایش سرعت سطحی گاز به میزان ۴/۳۰ درصد کاهش می یابد. با افزایش فاصله از شیر دروازه ای افت فشار به میزان ۶۵/۱۵ درصد کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی عددی ، فرکانس اسلاگ ، افت فشار ، لوله افقی ، شیر دروازه ای ، جریان دو فاز