در پژوهش تجربی حاضر، شکل‌گیری الگوی جریان حلقوی در لوله عمودی با جریان دوفازی ناهمسو به کمک تکنیک ثبت و پردازش تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. پس از تفکیک رژیم جریان‌های دو فاز ایجاد شده، محدوده سرعت ظاهری هوا (پایین به بالا) و آب (بالا به پایین) به ترتیب 20.94-3.66 متر بر ثانیه و 0.31-0.06 متر بر ثانیه برای جریان حلقوی می‌باشد. ضریب اصطکاک بین سطحی (فاز مایع و گاز) بر حسب پارامترهای هیدرودینامیکی جریان مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه متوسط انحراف نتایج حاصله از پژوهش حاضر در مقایسه با پژوهش‌های پیشین نشان از تطابق مناسب نتایج دارد. همچنین تنش برشی بین سطحی برای دو لوله آزمایش در الگوی جریان دوفازی ناهمسو در رژیم جریان حلقوی محاسبه و ارزیابی شده است. در این پژوهش ضریب اصطکاک بین سطحی (فاز مایع و گاز) نیز در قالب یک رابطه همبستگی جدید وابسته به عدد رینولدز جریان گاز و عدد رینولدز جریان مایع با ضریب همبستگی 0.98R2= ارائه شده است. Manuscript profile

تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه بهبود عملکرد دریافت کننده های نیروگاه برج خورشیدی صورت گرفته است. بیشتر این مطالعات، در زمینه تغییر چیدمان آیینه های هلیوستات، انتخاب انواع مختلف سیال به عنوان حامل انرژی گرمایی و تغییر ساختار دریافت کننده می باشد، درحالی که در زمینه تغییر میدان جریان در لوله های دریافت کننده، تحقیقات محدودی صورت گرفته است. در این تحقیق، به بررسی پژوهش های انجام شده جهت شناسایی انواع روش های موثر برای کاهش گرادیان شار حرارتی متغیر و توزیع دمای غیر یکنواخت با استفاده از المان هایی از قبیل بافل ها، کویل ها و نوارهای پیچ خورده درون لوله های دریافت کننده حفره ای برج خورشیدی برای تغییر میدان جریان پرداخته شده است. این المان ها با تغییر رژیم جریان از حالت آرام به جریان آشفته باعث اختلاط بهتر جریان، وکاهش ضخامت لایه مرزی شده که افزایش نرخ انتقال حرارت جابجایی درون لوله دریافت کننده خورشیدی را بهبود می بخشند. Manuscript profile

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. Manuscript profile