شبیه سازی عددی و بررسی آزمایشگاهی الگوهای جریان دو فازی آب- هوا در کانال های افقی ریب دار

در این مقاله جریان دوفازی هوا-آب در کانال افقی ریب دار، بطور تجربی و عددی بررسی شده است. مطالعات تجربی در آزمایشگاه جریان چندفازی دانشگاه تربیت مدرس و شبیه سازی عددی با استفاده از مدل حجم سیال انجام شده است. به منظور بررسی تاثیر ریب ها بر رژیم های جریان، ریب هایی با عرض و گام های مختلف، روی دیواره های جانبی کانال تعبیه و نقشه رژیم های جریان ترسیم شده است. با توجه به بحرانی بودن رژیم اسلاگ در کانال های طولانی، جزئیات آن در کانال های صاف و ریب دار بررسی شده است. طبق مشاهدات تجربی، در کانال ریب دار رژیم لایه ای اتفاق نمی افتد. ریب گذاری محدوده رژیم اسلاگ در نقشه جریان را بطور قابل توجهی کاهش می دهد. مقایسه نتایج عددی و تجربی رژیم های مختلف جریان در سرعت های مشابه نشان می دهد که حلگر بکار رفته در پیش بینی رژیم های مختلف جریان دوفازی توانمند است. از مقایسه دو کانال ریب دار مشخص شد که اولین اسلاگ در کانال با ریب های کوچک در فاصله دورتر و زمان طولانی تر نسبت به ریب بزرگ تشکیل می شود. همچنین نتایج عددی و مشاهدات تجربی نشان می دهد، ریب دار کردن کانال در محدوده سرعت های کارکرد منجر به اسلاگ در کانال صاف، محدوده تشکیل اسلاگ را کوچک می کند اما در محدوده سرعت های منجر به اسلاگ در کانال ریب دار، شرایط تغییر رژیم به جریان اسلاگ تسهیل می شود که به نفع بهره بردار نخواهد بود.