مدلسازي پروفايل جريان و بررسي تغييرات سطح مشترك جريان دوفازي آب-هوا درون لوله افقي

رفتار سیال دوفازی (آب - هوا) درون یك لوله افقی در جریان لایه ای موجدار در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. از نرم افزار ۵/۶ Fluent برای انجام محاسبات استفاده شد. نمودار تغییرات سرعت گاز و مایع در فواصل مختلف از خط لوله ترسیم گردید. در این نمودارها سرعت گاز از m/S ۱/۲ تا m/S ۱۲/۵ و سرعت مایع از m/S ۰/۰۰۶۸ تا ۰/۱ تغییر میكند. بعد از شبیه سازی رابطه ای برای محاسبه نسبت ضریب اصطكاك سطح مشترك به ضریب اصطكاك دیواره ارائه شد. نتایج بدست آمده از این رابطه از داده های آزمایشگاهی حدوداً ۵/ ۱۳ ٪= انحراف دارند. علاوه بر این، مقایسه این رابطه با سایر روابط ارائه شده نشان میدهد كه در سرعت های ظاهری پائین گاز (كمتر از ۳/۷m/S) كه زبری سطح تنها ۲/۷-۱/۳mm تخمین زده می شود، می توان از امواج بسیار كوچكی كه در سطح مشترك ایجاد می شوند، صرف نظر نمود و از رابطه بدست آمده استفاده كرد ولی در سرعت های ظاهری بالاتر فاز گاز (بیشتر از۳/۷m/S) تخمین جریان موجی به سطح زیر دقت محاسبات را افزایشی و مقدار خطای موجود را كاهش می دهد، گرچه هزینه و زمان محاسبات افزایش می یابد. بنابراین در این حالت استفاده از روابطی كه از تخمین سطح مشترك به صورت یك سطح زیر بدست آمده اند، توصیه می شود.