شبيه سازي عددي جريان آشفته دوفازي آب - هوا داخل ميكروكانال در رژيم جريان لختي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده درسال هاي اخير، جريان دوفازي(گاز-مايع و مايع-مايع) داخل ميكروكانال ها به دليل كاربرد گسترده در علوم مدرن و تكنولوژي مورد توجه بسياري قرار گرفته است. الگوي رفتاري جريان دوفازي و افت فشار در مفاهيم هيدروديناميكي شاخصه هاي جريان دو فازي بسيار اهميت دارد. الگوي رفتاري جريان دوفازي يك بخش اساسي به دليل اثرات آن روي انتقال حرارت، انتقال جرم و ... خواهد بود واز طرف ديگر، افت فشار در ميكروكانال ها نيز يك المان بسيار حساس براي طراحي سيستم هاي شيميايي و انرژي است. بنابراين، تعيين الگوي رفتاري جريان دوفازي يكي از ضروري ترين الزامات تحليل جريان دوفازي است. افت فشار در مبدل هاي حرارتي يكي از مهمترين موضوعات در ذخيره سازي انرژي است. همچنين يكي از مهمترين پارامتر هاي طراحي و مهندسي، افت فشار است كه در اين پژوهش به تحليل افت فشار داخل ميكرولوله پرداخته مي شود. در تحقيق حاضر، با استفاده از روش حجم سيال به شبيه‌سازي و بررسي جريان دوفازي گاز- مايع در حالت T شكل ميكروكانال پرداخته شده است. نرم افزار Ansys Fluent، براي حل معادلات ناوير-استوكس به كار رفته و با استفاده از الگوريتم پيزو ميدان فشار محاسبه شده است. با توجه به اينكه رژيم جريان اسلاگ يكي از پيچيده ترين الگوهاي جريان دو فازي مي‌باشد، تمركز اصلي در پژوهش حاضر بر الگوي جريان مذكور براي از بين بردن يا كاهش آن، با استفاده از اتصال T شكل مي باشد. نتايج پژوهش نشان ميدهد كه با افزايش سرعت فاز گازي مكان تشكيل جريان اسلاگ كوتاهتر مي‌شود. همچنين براي سرعت فاز گازي ثابت با افزايش كسر حجمي فاز گازي، مكان تشكيل جريان اسلاگ در قسمت هاي پايين دست (دورتر از ابتداي ميكروكانال) تشكيل مي‌شود. به دليل افت فشار كه محل T شكل ايجاد ميكند در قسمت خروجي لوله رژيم‌هاي جريان موجي و لايهاي تشكيل مي‌شود. در واقع مي توان نتيجه گرفت به نحوي رژيم‌هاي پلاگ و اسلاگ تشكيل شده در قسمت خروجي اتصال به دليل افت فشار، مستهلك شده است.

214706

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

بهمن اسدي، ابوالحسن عسگر شمسي