مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی مشخصات جریان دو فازی اسلاگ در یک کانال افقی به صورت دوبعدی

نویسندگان
1 دانشجوی دوره دکتری
2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
رژیم جریان اسلاگ یکی از پیچیده ترین رژیمهای دو فازی است که در فرآیندهای صنعتی و به ازای محدوده وسیعی از جریان‌ها دیده میشود. البته همواره بین نتایج حاصل از آزمایشات و حل عددی بر روی این رژیم جریان، اختلافات زیادی دیده میشود. پیرو بررسی پیشین در رابطه با تعیین بهترین مدل اغتشاشی برای مدلسازی عددی دقیقتر جریان اسلاگ، در این تحقیق سعی شده است تا با انجام یک حل عددی دو ‌بعدی دقیق با استفاده از نرمافزار فلوئنت، مشخصات مختلف جریان اسلاگ استخراج گردد. در این مدل‌سازی از مدل جریان دو فازی حجم سیال و مدل اغتشاشی RNG استفاده شده است. در این رابطه یک کد کامپیوتری جدید نوشته شده است تا بتواند بدون افزایش زمان حل، پارامترهای مهم جریان اسلاگ را به صورت کاملا دقیق از نتایج حل نرمافزار فلوئنت استخراج کند و ترسیم نماید. از جمله مهم‌ترین پارامترهای اسلاگ میتوان به سرعت بدنه‌ی اسلاگ مایع، سرعت فیلم جریان پیشروی اسلاگ، سرعت پیشانی و دم اسلاگ، موقعیت مکانی پیشانی، دم و مرکز اسلاگ، طول اسلاگ، افت فشار دو سر اسلاگ، تنش برشی دیواره کانال در زمان اسلاگ و سرعت مخلوط دو فاز اشاره نمود. بعلاوه، تفاوت حل عددی جریان اسلاگ با و بدون استفاده از مدل اغتشاشی مشخص شد. در ادامه ارائه نتایج حل هر کمیت سعی شد تا پس از احراز صحت نتایج استخراجی، نتایج بدست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of the slug two-phase flow parameters in a horizontal two-dimensional duct

نویسندگان English

Mostafa Zeynalabedini 1
Mohamadreza Ansari 2
2 -
چکیده English

Slug flow is one the most complicated flow regime in industrial process that is seen for wide range of fluid flow. However, there are always some differences between experimental and numerical results obtained for slug flow. Proceeding the perivious attempt on the selection of the best turbulent model for numerical simulation, the slug flow is simulated numerically in two dimension by applying implicit VOF method and k-ε RNG turbulent model. To extract the slug flow parameters accurately FLUENT solver is used. The differences of the obtained results with and without turbulent model during slugging is also presented. To overcome this complicated flow behavior, a new user defined function code is developed. This UDF computes and predict slug parameters from FLUENT solver result without increasing the computational cost. The important slug parametrs are presented which are: liquid slug body velocity, liquid film velocity, slug front and tail velocity, slug center position and length, slug front and tail positions, pressure difference across slug, wall shear stress, slug mixture velocity, slug initiation time and position from the duct inlet. These parameters are analyzed and discused in details after that they had been validated

کلیدواژه‌ها English

Slug
simulation
VOF
mixing zone
turbulence