یک مدل پیش بینی سایش ذرات جامد درون زانویی استاندارد در جریان چندفازی با الگوی کف آلود

در این مقاله، یک مدل جدید برای پیش بینی میزان سایش درون زانویی استاندارد برای الگوی جریانی کف آلود توسعه داده شده است. با استفاده از آنالیز ابعادی، گروه های بی بعد حاکم بر پدیده سایش به صورت پارامترهای نسبت سرعت های ظاهری گاز به مایع (VSG/VSL)، عدد رینولدز بر حسب خواص میانگین مایع و گاز (Rem)، نسبت قطر ذره به قطر زانویی (dp /D) و پارامتر بی بعد سایش (ER ρG D۲) استخراج شده اند. سپس با استفاده از تکنیک رگرسیون فرآیند گوسی، یک مدل پارامتریک پیش بینی میزان سایش بین پارامترهای بی بعد برقرار شده است. در مدل ارائه شده، پارامتر بی بعد نسبت سرعت های ظاهری گاز به مایع به عنوان فاکتور انحراف جریان کف آلود از خواص میانگین جریان دو فازی و تاثیر آن در میزان سایش لحاظ گردیده است. برای شرایط مختلف سرعت های ظاهری مایع و گاز، قطر ذره و ویسکوزیته مایع، نتایج حاصل از مدل با داده های تجربی اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می دهند بیش از ۸۷% پیش بینی های حاصل از مدل، خطای کمتر از ۳۰% دارند. همچنین، با مقایسه عملکرد مدل با مدل های پیشین موجود، مشاهده شده میزان خطای مدل ارائه شده نسبت به داده های تجربی، خیلی کمتر از سایر مدل های موجود است. این نتایج دقت و کارآیی مدل ارائه شده در پیش بینی میزان سایش برای الگوی جریانی کف آلود را نشان می دهند. در نهایت، مدل ارائه شده جهت استخراج سرعت های مجاز مایع و گاز در الگوی جریانی کف آلود بکار گرفته شده است. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر اندازه زانویی و ذره، ویسکوزیته مایع و فشار جریان گاز بر میزان سایش و سرعت مجاز سیال در جریان کف آلود بررسی و تحلیل شده است.

Keywords:

Solid Particle Erosion , Standard Elbow , Churn Flow , Dimensional Analysis