تحلیل جریان سیال غیرنیوتنی در لوله مخروطی همگرا با استفاده از مدل بینگهام

در این مقاله جریان لایه های سیال بینگهام در یک لوله مخروطی همگرا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور معادله ساختاری سیال بینگهام برای مدلسازی رفتار سیالات دارای تنش تسلیم به کار گرفته شده است. با فرض کوچک بودن شیب لوله، گرادیان فشار در داخل لوله برای این سیال به صورت تحلیلی تعیین شده است. با توجه به وابستگی جریان سیال به تنش تسلیم، در داخل لوله ناحیه های بوجود میآید که تانسور نرخ کرنش در آن برابر با صفر است و با عنوان ناحیه پلاگ شناخته میشود. با استفاده از گرادیان فشار بدست آمده، ناحیه پلاگ در داخل لوله تعیین و سپس با حل معادلات حرکت در مختصات استوانه های و با فرض تقارن محوری توزیع سرعت در مقطع لوله در هر دو ناحیه پلاگ و خارج از ناحیه پلاگ بدست آمده است. نتایج بدست آمده در این مقاله با نتایج ازمایشگاهی موجود در سابقه علمی و نتایج حل عددی نرم افزار فلونت مقایسه شده است. مقایسه این نتایج نشان دهنده تطابق حل تحلیلی این مقاله و نتایج آزمایشگاهی موجود در سوابق علمی مربوطه است. در نهایت اثر پارامترهای مختلف مانند تنش تسلیم و شیب لوله بر روی توزیع سرعت و ناحیه پلاگ لوله مورد بررسی قرار گرفته است.