تحلیل غیر خطی ناپایداری نوسانات موج چگالی در فرایند جوشش درون یک کانال با استفاده از یک مدل تحلیلی جدید

پدیده ناپایداری جریان دو فاز در بسیاری از حوزه های کاربرد صنعتی نظیر توربوماشین، سیستم های تبرید، راکتور آب جوشان و سیستم های مشابه مشاهده می شود. پیش بینی پارامتر های جریان سیال مانند افت فشار، محدوده پایداری در خلال جوشش و مشخصات نوسانات، عوامل تعیین کننده ای در طراحی و شرایط ایمنی کارکرد تجهیزات جریان دوفازی است. در این مقاله ناپایداری نوع نوسانات موج چگالی جریان سیال دو فاز در فرایند جوششی مورد تحلیل قرار گرفته است. با معرفی متغیرهای بدون بعد مناسب، یک مدل یکپارچه برای فرایند ارایه شده است. با آنالیز عددی مدل ؛ به وسیله کاربرد یک روش توسعه یافته مبتنی بر روش عددی"وزن دادن به مانده ها"، جهت دستیابی به پاسخ سیستم برای شرایط پایا حل شده است. محدوده ناپایداری بر روی صفحه با مختصات فرکانس واکنش و نسبت فرکانس واکنش به سرعت جرمی ورودی با استفاده از تحلیل انجام شده مشخص شده است و همچنین تاثیر عدد اصطکاکی بر آن مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر افزایش سرعت جرمی، میزان مادون سرد بودن، تغییرات فشار و سایر پارامتر های مهم فرایند بر مشخصات نوسانات و همینطور محدوده ناپایداری بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش سرعت جرمی، سیستم نسبت به رخداد نوسانات موج چگالی پایدارتر می گردد. کیفیت بحرانی بخار خروجی نیز با افزایش سرعت جرمی کاهش می یابد. از سوی دیگر دروه تناوب نوسانات موج چگالی و دامنه آن با افزایش سرعت جرمی افزایش می یابد.