محاسبه افت فشار جریان سیال غیر نیوتنی درون لوله

در زندگی روزمره، دو سیال که همه ما به صورت عمده با آنها سر و کار داریم، آب و هوا هستند. آب غلظتبیشتری نسبت به هوا دارد و به راحتی جریان مییابد و زمانی که در یک ظرف قرار میگیرد، به شکل ظرف خود در می آید. این سیالات به افتخار فیزیکدان و ریاضیدان معروف اسحاق نیوتون به نام سیالات نیوتنی معروف هستند. سیال غیر نیوتنی سیالی است که ویسکوزیته آن با نرخ کرنش وارد بر آن تغییر میکند. در نتیجه چنین سیالاتی فاقد ویسکوزیته معین هستند. به عنوان یک مثال از سیالات غیر نیوتنی میتوان به محلول آب و نشاستهاشاره کرد. زمانی که به صورت عادی، دست خود را با سرعت بسیار آهسته به این محلول وارد میکنیم، محلولخواصی مانند سیال از خود نشان میدهد. در واقع ویسکوزیته آن به حدی است که دست ما به راحتی وارد آن میشود، اما زمانی که با یک ضربه محکم مانند مشت به محلول آب و نشاسته وارد میکنیم، سطح آن مانند یک جامد رفتار میکند. بنابراین در این حالت دست ما به داخل محلول وارد نمیشود. در واقع با وارد کردن ضربه و اعمال نیرو به این محلول، ویسکوزیته آن افزایش پیدا کرده و به حالت جامد نزدیک شده است. بنابراین در این شرایط دست ما وارد محلول نمیشود. به صورت کلی میتوان بیان کرد که سیالات غیر نیوتنی، دو دسته مختلف را در بر میگیرند. دسته اول، سیالاتی هستند که ویسکوزیته و لزجت آنها به زمان اعمال نیرو وابسته است و دسته دوم شامل سیالاتی هستند که ویسکوزیته و لزجت آنها مستقل از زمان اعمال نیرو است. در تحقیق حاضر با شرایط مساله افت فشار جریان سیال غیر نیوتنی درون یک لوله را محاسبه خواهیم کرد. برای حل معادلات از نرم افزار Ansys Fluent استفاده شده است.

Keywords:

حل عددی , سیال غیر نیوتنی , ویسکوزیته , توسعه یافتگی