بررسی تجربی اثر فاصله عمودی و زاویه شیب کانال s شکل بر الگوی جریان دوفازی

محسن آزادی

چکیده

در این پایان نامه نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده برای بررسی تأثیر زاویه شیب و فاصله عمودی در کانال با هندسه s شکل ارائه و تحلیل شده است. تمام آزمایش ها در آزمایشگاه جریان چند فازی دانشگاه تربیت مدرس انجام شده اند. در این پژوهش، از زانویی های با زوایای ?22.5، ?45، ?67.5 و ?90 استفاده شده است. همچنین برای بررسی اثر فاصله عمودی در شیب ثابت، از سه کانال با طول cm 25، 50 و 100 استفاده گردید. الگوهای جریان دو فازی مشاهده شده در 12 حالت مورد مطالعه قرار گرفتند. برای ارائه بهتر الگو های جریان از کلیه حالات فیلم برداری شد و با اعمال تکنیک تشخیص لبه، عکس هایی با وضوح تصویر بالا بدست آمد. الگوهای جریان مشاهده شده در حین آزمایش ها شامل الگوهای قالبی گردابه ای، لخته ای گردابه ای و موجی-حلقوی گردابه ای، چرن و حلقوی تکه ای مه آلود می باشد. نقشه های رژیم جریان برای هر کدام از حالات آزمایش ارائه شده و آنگاه با دو معیار متفاوت، ثابت بودن زاویه شیب و تغییر طول قسمت میانی و ثابت بودن طول قسمت میانی و تغییر در زاویه شیب مقایسه شده اند. نتایج حاصل شده نشان داد که با افزایش طول، گذار به الگوی جریان قالبی گردابه ای در سرعت های ظاهری بالاتری از مایع رخ می دهد و ناحیه با الگوی جریان حلقوی تکه ای مه آلود کوچکتر شده و به سمت دبی های بالاتر فاز گاز می رود. همچنین افزایش طول، منجر به بزرگتر شدن ناحیه با الگوی جریان چرن شده و در ازای آن ناحیه با الگوی جریان لخته ای گردابه ای کوچکتر می شود. با افزایش شیب نیز، گذار به الگوی جریان قالبی گردابه ای در سرعت های ظاهری بالاتر هوا صورت می گیرد و اندازه این ناحیه کاهش می یابد و همچنین اندازه ناحیه با الگوی جریان چرن بزرگتر شده و در ازای آن گستره ناحیه با الگوی جریان لخته ای کوچکتر می شود. نتایج این مطالعه همچنین نشان داد که با افزایش طول قسمت میانی، اثرات تغییر شیب بر جابجایی مرزهای گذار بین الگو های جریان شدیدتر و تعیین کننده تر می گردد.

اساتید راهنما و مشاور

محمد رضا انصاری