بررسي تحليلي اثر ثابت هاي زماني سيال ويسكوالاستيك بر جريان در لوله هاي خميده

Analytical Investigation of Viscoelastic Fluidʹs Time Constants on Flow in Curved Pipes

در اين تحقيق، حل تحليلي براي جريان سيال مرتبه دو در يك لوله خميده ارائه شده است. در اين راستا از روش حساب اختلالات براي تحليل ميدان جريان استفاده شده و برخلاف تحقيقات پيشين، جملات سري هاي حساب اختلالات تا مرتبه دو محاسبه شده اند. در ضمن، رابطه تحليلي براي دبي جريان ارائه شده و سرعت محوري، جريان هاي ثانويه و مولفه هاي ميدان تنش به شكل دقيقي محاسبه شده اند. همچنين، براساس حل ارائه شده براي سيال مرتبه دو در تحقيق حاضر و نيز براي سيال فوق همرفتي ماكسول در تحقيقات پيشين، اثر دو ثابت زماني رهايي از تغيير شكل و رهايي از تنش سيال ويسكوالاستيك بر جريان در لوله هاي خميده بررسي شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه افزايش زمان رهايي از تغيير شكل و زمان رهايي از تنش سيال ويسكوالاستيك به ترتيب به افزايش و كاهش دبي جريان منجر مي شود كه اين امر از جمله مهم ترين نوآوري هاي تحقيق حاضر مي باشد.

In this paper, an analytical solution for the second order fluid flow in a curved pipe is presented. Perturbation method is used for solving the governing equations and unlike the previous researches, the second order perturbation terms were considered. Here, an analytical relation for the flow rate was presented and axial velocity, secondary flows, and components of stress field were calculated accurately. Also, based on the solution of second order fluid flow presented in current work and upper convected Maxwell fluid flow obtained in previous studies, the effect of retardation and relaxation times of viscoelastic fluids on flow in curved pipes were investigated. In this article, it was shown that increasing the retardation and relaxation times cause the flow rate enhancement and reduction, respectively, which is one of the main innovations of current study.