شبیه سازی سه بعدی جریان آرام موازی یک مجموعه لوله نامحدود

در این مقاله به شبیه سازی عددی سه بعدی جریان آرام دایم سیال نیوتنی موازی یک مجموعه لوله با چیدمان های منظم مثلثی (زاویه 30 درجه)، مربعی (زاویه 45 درجه) و شش وجهی (زاویه 60 درجه) که بصورت نامحدود بوده و دیواره ای پیرامون آن ها وجود ندارد، پرداخته شده است. معادلات جریان سیال با استفاده از روش سیمپل و تقریب بالادست مرتبه دوم، توسط نرم افزار فلوینت حل شده اند. روند حل به این صورت است که ابتدا یک توزیع سرعت یکنواخت بر روی مجموعه لوله ها در قسمت ورودی آن ها در نظر گرفته شده و با حرکت سیال در جهت موازی لوله ها، جریان به حالت توسعه یافته می رسد. طول وروری هیدرودینامیکی، افت فشار، ضریب اصطکاک و توزیع سرعت برحسب نسبت فاصله مراکز لوله ها به قطر لوله ها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که طول ورودی هیدرودینامیکی در کلیه چیدمان ها، کمتر از طول ورودی جریان داخل یک لوله دایره ای شکل معمولی با قطر هیدرولیکی معادل می باشد و نسبت این طول به قطر هیدرولیکی معادل، با افزایش فاصله بین لوله ها کاهش می یابد. همچنین با افزایش تراکم لوله ها یا به عبارتی کاهش فاصله لوله ها، افت فشار در چیدمان 30 درجه بیشتر از حالت های 45 و 60 درجه می باشد.