مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی عددی رژیم اسلاگ به همراه حبابهای نفوذ کرده به داخل بدنه اسلاگ در کانال افقی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا
2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
یکی از پدیده‌های مهم و پیچیده در تحلیل رژیم جریان اسلاگ، مکش حباب‌های ریز به داخل بدنه اسلاگ در هنگام وقوع آن است. در این مقاله روشی برای مدل‌سازی اسلاگ با در نظر گرفتن پدیده مکش هوا به داخل بدنه مایع اسلاگ ارائه شد. در این روش رفتار اسلاگ، به همراه کسر حجمی حباب‌های نفوذ کرده و تاثیر آنها بر مشخصات اسلاگ بررسی شد تا روابط دقیق‌تری برای تخمین پارامترهای این رژیم جریان بدست آید. این روش از ترکیب مدل جریان دو سیالی، روش حجم سیال و مدل بالانس جمعیتی دسته حباب‌های با قطر یکسان، به وجود آمده است. در این راستا بر اساس شباهت جریان اسلاگ با پرش هیدرولیکی، مدلی برای تخمین ترم نفوذ ذرات حباب، مکانیزم و مقدار آن در نظر گرفته شد و به کمک برنامهای جداگانه وارد معادلات مورد نظر در نرم‌افزار فلوئنت گردید. در انتها نتایج حاصل از حل عددی جریان اسلاگ به همراه مدل مربوطه با نتایج تجربی استخراجی از سایر مقالات مقایسه گردید. این نتایج شامل پروفیل جریان اسلاگ، حباب‌های نفوذ کرده، سرعت فاز مایع در هنگام وقوع اسلاگ، سرعت بدنه اسلاگ مایع، سرعت فیلم مایع، سرعت پیشانی و دم اسلاگ، موقعیت اسلاگ، طول اسلاگ، توزیع فشار در زمان وقوع جریان اسلاگ، تعداد حباب های نفوذ کرده با ابعاد مختلف، قطر متوسط حباب‌های نفوذ کرده و ... می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical modeling of air bubbles entrainment in liquid slug body at Horizaontal duct

نویسندگان English

Mostafa Zeynalabedini 1
Mohamadreza Ansari 2
2 -
چکیده English

Analysis of air bubbles entrainment in liquid slug body is one of the most important and complicated phenomena during slug flow regime. In the present attempt, a method is proposed for slug modeling to consider the air bubble entrainment into slug liquid body. The effect of consequencies and their impact on slug behaviour to predict more accurate correlations for slug parameters are estimated and calculated. This method considers a two-fluid single pressure model, combined with population balance model for equal bubble diameter series and solves using volume of fluid. In this regard based on slug and hydraulic jump similarity, a correlation for air bubble entrainment rate and its mechanism selected. This correlation developed in the form of a user defined function code and coupled with other models in FLUENT solver to calculate slug flow. Finally the result of this numerical modeling is validated with the result of other numerical and experimental results where exist in the related literature. The result is consist of the slug flow profile, entrained air bubble profile and their diameter distribution, vortex at slug front, pressure distribution during slugging, slug mixture velocity, turbullent model parameters and etc.

کلیدواژه‌ها English

Slug
Entrainment
Bubble
Coupled model
simulation