شبیه سازی تغییر شکل قطرات در یک محیط دوفازی در معرض میدان مغناطیسی با استفاده از روش شبکه بولتزمن

جریان های چند فازی در طیف گسترده ای از کاربردهای مهندسی مانند تولید برق، تصفیه آب، تولید روغن، نمک زدایی آب، تبرید و تهویه مطبوع و جذب و جداسازی کربن و همچنین در سیستم های دیگر مانند فرآیندهایجابجایی مواد غذایی و مواد انجام می شود. در این پژوهش تغییر شکل و نحوه صعود قطرات در یک محفظه در معرض میدان مغناطیسی به عنوان یک مسئله جریان چند فازی با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. روش شبکه بولتزمن یکی از روشهای مورد اعتماد به جهت شبیه سازی جریانهای سیال است که در سالهای اخیر مورد استقبال محققان قرار گرفته است. در این پژوهش پس از معرفی اجمالی روش شبکه بولتزمن،بر اساس برنامه عددی نوشته شده با استفاده از زبان برنامه نویسی فورترن، ابتدا مطالعه شبکه انجام شده و سپس صحت سنجی نتایج به دست آمده از تحقیق انجام شده است. در ادامه در اعداد اتوس مختلف و اعداد هارتمنمختلف نتایج بررسی و تحلیل شده است. نتایج نشان میدهد که در اعداد اتوس بسیار کم ( Eo=۵ ) تغییر شکل قطره بسیار کم است اما با افزایش در عدد اتوس، فشار هیدرودینامیکی اطراف قطره بیشتر شده و تغییر شکلافزایش مییابد که منجر به تغییر شکل قطره به یک قرص نازک میگردد. در زوایای مختلف میدان مغناطیسی، صعود قطره مورد بررسی قرار گرفته که نشان میدهد در زوایای کمتر از ۴۵ درجه میدان مغناطیسی باعث کاهشسرعت قطره و در زوایای بالای ۴۵ درجه سرعت بالا رفتن قطره افزایش می یابد.

Keywords:

روش شبکه بولتزمن , جریان چند فازی , صعود قطرات , میدان مغناطیسی