مدلسازی و تحلیل پارامتری پایداری سیال دوفاز در فرایند جوشش در یک کانال حرارتی

پدیده ناپایداری جریان دو فاز در بسیاری از حوزه های کاربردی نظیر توربوماشین ها، سیستم های تبرید، راکتورهای آب جوشان و مبدل های حرارتی دوفاز مشاهده می شود. پیش بینی پارامترهای جریان سیال مانند افت فشارو محدوده پایداری در خلال نوسانات، عوامل تعیین کننده ای در طراحی و شرایط کارکرد تجهیزات جریان دوفازی است. در این مقاله ناپایداری جریان سیال دوفاز در فرایند جوشش مورد تحلیل قرار می گیرد. با معرفی مشخصه های مناسب، یک مدل جامع و نسبتا ساده جهت بیان افت فشار در خلال فرایند پایا به دست آمده است. این مدل و اعداد بی بعد تعریف شده درک بهتری از تاثیر پارامترهای مختلف بر سیستم و نوسانات ارایه داده است. با تحلیل پایداری لیاپانوف، شرایط بروز ناپایداری بر حسب کمیات وابسته فرایند حاصل شده اند. تاثیر پارامترها بر شکل منحنی افت فشار بر حسب سرعت جرمی و وجود نقاط اکستریمم مورد بحث قرار گرفته اند. شکل نوسانات بر حسب مقدار پارامتر اساسی میرایی نوسان، از یک مدار بیضوی تا یک چهار گوش منطبق بر منحنی افت فشار، تغییر می کند . با حل مدل غیرخطی سیستم، تغییرات دوره تناوب نوسانات حاصل از ناپایداری مورد بررسی و ارتباط آن با پارامترهای تعریف شده سیستم بحث و تحلیل شده اند. دوره کارکرد نوسانات برای فشارهای کار کردبالا تابعی از چگالی مایع و هندسه کانال حرارتی است و برای حجم فشرده بالا ، با کاهش نرخ جرمی ورودی در شرایط ناپایدار این مشخصه افزایش می یابد