بررسی عددی تاثیر نسبت قطر لوله مارپیچ بیضوی بر خوردگی در جریان دو فازی آب و شن
محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکیمحمود سهرابی فر 1 , حسن کاووسی 2
1 - گروه مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایذه
2 - گروه مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایذه
کلید واژه: جریان دو فازی , نسبت قطر , شدت آشفتگی , خوردگی,
چکیده مقاله :
در این پژوهش به حل عددی تاثیر جریان دو فازی آب و شن در رژیم جریان مغشوش درون لوله مارپیچ با شبیهسازی توسط نرم‌افزار تجاری فلوئنت پرداخته شده است و نتایج مربوط به پارامترهای مختلف جریان از قبیل فشار عمودی وارد بر سطح، شدت سایش، شدت آشفتگی و انرژی جنبشی آشفتگی مورد بررسی و تحلیل قرارگرفته است.. براساس این مدل، تأثیر نسبت قطر لوله بیضی شکل بررسی شد و نتایج بدست آمده به این شرح هستند. با افزایش نسبت قطر لوله مارپیچ در سرعت 25 متر بر ثانیه از 25/1 به 2 میزان انرژی جنبشی، شدت آشفتگی، فشار عمودی، لزجت آشفتگی و میزان سایش به ترتیب 34 ، 15، 1900، 21 و 120 درصد افزایش می یابند همچنین در نسبت قطر 25/1 با تغییر سرعت از 10 متر بر ثانیه به 25 متر بر ثانیه مشخصات گفته شده به ترتیب 463، 137، 14، 317 و 490 درصد تغییر خواهند کرد.
In this research, the numerical solution of the effect of the two-phase flow of water and sand in the turbulent flow regime inside the spiral pipe has been investigated by simulation using Fluent commercial software, and the results are related to various parameters of the flow, such as vertical pressure on the surface, wear intensity, and turbulence intensity. , the kinetic energy of turbulence has been investigated and analyzed.. Based on this model, the effect of the pitch and diameter ratio of the oval tube was investigated and the results obtained are as follows. By increasing the diameter ratio of the spiral pipe at a speed of 25 m/s from 1.25 to 2, the amount of kinetic energy, turbulence intensity, vertical pressure, turbulence viscosity and wear rate increase by 34, 15, 1900, 21 and 120%, respectively. Also, in the diameter ratio 1.25 By changing the speed from 10 m/s to 25 m/s, the said specifications will change by 463, 137, 14, 317 and 490% respectively.
[1] Finnie, I., (1960). Erosion of surfaces by solid particles. wear, 3(2), pp 87-103.
[2] Bitter, J.G.A., (1963). A study of erosion phenomena part I. wear, 6(1), pp 5-21.
[3] Sheldon, G.L., Finnie, I., (1966). On the ductile behavior of nominally brittle materials during erosive cutting.
[4] American Petroleum Institute. Production Department, (1991). Recommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping Systems. American Petroleum Institute.
[5] Salama, M.M., Venkatesh, E.S., (1983), May. Evaluation of API RP 14E erosional velocity limitations for offshore gas wells. In Offshore technology conference (pp OTC-4485). OTC.
[6] Yong, Bai., Qiang, Bai., (2012). Subsea Engineering Handbook, first edition. Houston, Texas, Gulf Publishing Company.
[7] Bourgoyne, T., (1989). Experimental Study of Erosion in Diverter Systems. SPE/IADC 18716, Proc SPE/IADC Drilling Conference, New Orleans, 28 February - 3 March, pp 807–816.
[8] Wang, J., Shirazi, S.A., Shadley, J.R., Rybicki, E.F., (1996). Application of flow modeling and particle tracking to predict sand erosion rates in 90 degree elbows. ASME, NEW YORK, NY,(USA)., (734).
[9] Nekahi, M.M., Vazquez, E.V. , Papini, M., (2024). Prediction of the gradual solid particle erosion of particulate-reinforced epoxy-matrix composites using surface evolution modeling. Tribology International, 193, p 109422.
[10] Nemati, B., Vaghefi, M., Behroozi, A.M., (2024). Numerical investigation of the erosion reduction in elbows using separate and helical inner ring. Results in Engineering, 23, p 102499.
[11] Perera, P., Hayward, K., Guzzomi, F., Vafadar, A., (2024). Erosion wear characterisation of an open ductile iron butterfly valve subjected to aluminium oxide particle slurry flow. Tribology International, 191, p 109199.
[12] El-Maaty, A.A., Abdallah, H.K., Kotb, M.A., Ben-Mansour, R., Alatawi, E.S., (2024). Numerical investigation of sand erosion rate in a horizontal axis wind turbine. Heliyon, 10(6), p.e 27676.
[13] Chen, X., McLaury, B.S., Shirazi, S.A., (2004). Application and experimental validation of a computational fluid dynamics (CFD)-based erosion prediction model in elbows and plugged tees. Computers & Fluids, 33(10), pp 1251-1272.