مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه‏ی تجربی مشخصه‏های سرعت، طول و فرکانس حباب‏های تیلور در جریان دوفازی گاز-مایع داخل یک زانویی بزرگ

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشجوی کارشناسی ارشد
3 دانشجوی دکترا
چکیده
در تحقیق حاضر به مطالعه تجربی مشخصه‏های حباب‏های تیلور در یک زانویی بزرگ متشکل از سه شیب متوالی پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا نمودارهای جریان برای زانویی و مقطع افقی بالادست آن ترسیم شده است تا ناحیه مربوط به این رژیم جریان و مکانیزم تشکیل حباب‏ها تعیین گردد. سپس تأثیر سرعت‏های ظاهری جریان‏های مایع و گاز و همچنین شیب کانال بر روی مشخصه‏های سرعت متوسط، طول و فرکانس حباب‏ها بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با افزایش سرعت ظاهری فاز گاز و کاهش شیب در طول مسیر، سرعت و طول حباب‏ها بیشتر می‏شود، درحالی که افزایش سرعت مایع، تأثیر کاهشی بر این مشخصه‏ها دارد. فرکانس حباب‏ها نیز مستقل از تغییرات شیب، با افزایش سرعت ظاهری جریان گاز، همواره کاهش یافته و با افزایش سرعت جریان مایع، ابتدا کاهش و سپس افزایش می‏یابد. در تعیین محدوده‏ایمن کاربردهای صنعتی، دبی جریان مایع می‏بایست، با توجه به مقدار کمینه فرکانس حباب‏ها انتخاب ‏شود. در حالی که برای انتخاب مقدار مناسب دبی جریان گاز، همواره نوعی بهینه‏سازی بین کاهش فرکانس و افزایش سرعت حباب‏ها با کاهش طول آن‏ها لازم می‏باشد. همچنین روابطی برای طول و سرعت حباب‏ها با توجه به پیشینه تحقیق بدست آمده ولی درمورد فرکانس حباب‏ها، بدلیل روند تغییرات متفاوت و همچنین کمبود منابع در این زمینه، روابطی بر اساس اعداد رینولدز ظاهری فازهای پیشنهاد گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental study of length, velocity and frequency of taylor bubbles in gas-liquid two-phase flow in a large bend

نویسندگان English

mohamadreza ansari 1
Babak Habibpour 2
Ebrahim Salimi 2
Poyan Adibi 3
1 -
چکیده English

Experimental investigation conducted on Taylor bubble characteristics in a large bend including three consecutive inclinations. For this purposes, flow maps were obtained for the bend and horizontal section of upstream of the bend to define the area of this regime and mechanism of Taylor bubble formation. The effect of superficial gas-liquid velocities and the duct slope were studied on average velocity, length and frequency of bubbles. The results show, the bubble velocity and length increase as gas superficial velocity increases and the duct slope decreases. However, liquid velocity increase has decreasing effect on this characteristics. Bubble frequency is independent of slope change and reduces as gas superficial velocity increase. However, bubble frequency reduces at first and then increase as liquid superficial velocity increases. Regarding the safety regulation for industry, the minimum of the bubble frequency should be generated for the required liquid mass flow rate. Meanwhile, for the gas velocity, some optimization is required between frequency reductions with Taylor bubble velocity increase in addition to bubble length reduction. Regarding the background of the present field with shortage of results on Taylor bubbles frequency, some correlations based on the superficial Reynolds number of phases were presented for each inclination.

کلیدواژه‌ها English

two-phase flow
Taylor Bubbles
Inclined channel
Consecutive inclinations
Plug Flow