بررسی جریان آرام سیال در خمهای با مقطع مربعی- مستطیلی

در این مقاله جریان آرام سیال در خمهای مختلف در یک کانال با سطح مقطع مربع-مستطیل به صورت عددی شبیه سازی شده است. در شبیه سازی جریان در این خمها نقش زاویه خم و ابعاد سطح مقطع از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای شبیه سازی جریان معادلات پیوستگی و ممنتوم در دستگاه مختصات منطبق بر بدنه حل شده اند. برای حل معادلات سه بعدی منطبق بر مرز یک برنامه رایانه ای تهیه شده است. نتایج عددی به دست آمده با نتایج تحلیلی یک محفظه مربعی و نتایج تجربی موجود در یک خم ۹۰ درجه با مقطع مربعی، تطابق خوبی داشته که دقت روش عددی به کار رفته را نشان می دهد. پس از حصول اطمینان از کارایی برنامه رایانه ای آن را برای بررسی الگوی جریان و تاثیر پارامترهای هندسی، به خصوص نقش نسبت اضلاع مقطع بر روی جریان برای خم ۹۰ درجه اجرا کردیم. نتایج عددی حاصل پدیده های عبور جریان سیال از یک مقطع به مقطع دیگر و نقش آنها در میزان افت فشار را نشان می دهند. همین بررسی را در خمهای مختلف با زوایای ۳۰، ۶۰، ۱۲۰، ۱۵۰ و ۱۸۰ درجه انجام داده و مقدار افت آنها را با افت یک خم ۹۰ درجه در شرایط مشابه مقایسه کردیم. نتایج نشان دهنده این هستند که با افزایش زاویه خم به بیش از ۹۰ درجه میزان افت مربوطه هم افزایش می یابد و با کاهش آن به کمتر از ۹۰ درجه افت مربوطه نیز کاهش می یابد. این یافته ها با نتایج تجربی موجود تطابق خوبی را نشان می دهند

Keywords:

Pressure drop , Laminar Flow , Bends , Body fitted co-ordinate , افت فشار , جریان آرام سیال , خم کانالها , مختصات منطبق بر بدنه