ارزیابی تجربی اثر زاویه انحراف لوله بر ضخامت کمینه و بیشینه فیلم مایع در جریان دوفازی
محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی
آرش غفوری
1
,
اشکان غفوری
2
*
,
عباس کوثری نیا
3
,
علیرضا دنه دزفولی
4
1 - گروه مهندسی مکانیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 - گروه مهندسی مکانیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
3 - گروه مهندسی مکانیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
4 - گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
کلید واژه: جریان دوفازی, فیلم مایع, ضخامت کمینه, ضخامت بیشینه, ضخامت معادل,
چکیده مقاله :
در این پژوهش، تأثیر زاویه انحراف محدود جریان دوفازی در یک لوله عمودی بر تشکیل ضخامت فیلم مایع با استفاده از تکنیک ثبت و پردازش تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد الگوی جریان حلقوی، از جریان ناهمسوی آب و هوا در سه لوله شفاف با قطرهای بین 25 تا 75 میلیمتر استفاده گردید. پس از تجزیه و تحلیل نتایج الگوی جریان حلقوی برای محدوده‌های مختلف سرعت ظاهری و عدد رینولدز جریان گاز و مایع، به همراه اقطار مختلف لوله، ضخامت بیشینه و کمینه فیلم مایع و نسبت آنها ارزیابی و ارائه شد. همچنین، مقادیر ضخامت معادل فیلم مایع در لوله‌های زاویه‌دار به صورت بی‌بُعد نسبت به ضخامت یکنواخت فیلم مایع در حالت عمودی کامل ارائه شد. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که با تغییر زاویه انحراف از 90 به 85 درجه، نسبت ضخامت فیلم بیشینه به ضخامت فیلم کمینه افزایش می‌یابد و همچنین ضخامت معادل فیلم مایع با کاهش روبرو بوده که این نتایج با تحقیقات قبلی نیز تطابق قابل قبولی دارد. همچنین آنالیز عدم قطعیت نشان می‌دهد که عدم قطعیت در ارزیابی تجربی ضخامت فیلم مایع حداکثر 4.9 درصد می‌باشد که در محدوده قابل قبول قرار دارد.
In this study, the effect of limited inclination angle on two-phase flow in a vertical pipe was investigated, focusing on the formation of liquid film thickness using image recording and processing techniques. To generate annular flow patterns, non-homogeneous air-water flow was utilized in three transparent pipes with diameters ranging from 25 to 75 millimeters. After analyzing the flow pattern results for various superficial gas and liquid velocities, Reynolds numbers, and different pipe diameters, both the maximum and minimum liquid film thicknesses were calculated and presented, along with their ratios. Additionally, the dimensionless equivalent liquid film thicknesses for inclined pipes were provided concerning the uniform film thickness in the fully vertical condition. The results indicated an increase in the ratio of maximum to minimum film thickness with a change in inclination angle from 90 to 85 degrees. Furthermore, the dimensionless equivalent liquid film thickness decreased with inclination angle, consistent with prior research findings. The uncertainty analysis revealed a maximum uncertainty of 4.9 percent in the experimental assessment of the liquid film thickness, which falls within an acceptable range.
_||_