شبیه سازی هیدرودینامیک جریان حلقوی در میکروکانال

در این پژوهش رفتار هیدرودینامیک جریان دو فازی گاز- مایع درون یک میکروکانال T شکل به قطرهیدرولیکی 250μm به صورت افقی و با سطح مقطع مربعی مطالعه شد. جریان گاز- مایع در رژیم جریان حلقوی که یکی از مهمترین جریان های دو فازی به دلیل افزایش انتقال حرارت می باشد، براییک میکروکانال با استفاده از تکنیک حجم سیال با نرم افزار فلوینت مدلسازی شد. با تعیین معادلاتحاکم بر پدیده های انتقال جریان دو فازی سیال در میکروکانال و شبیه سازی رفتار آن در شرایطمختلف،تاثیر عوامل عملیاتی و در نظر گرفتن ساختار میکروکانال، مطالعه انجام شد. شبیه سازی روییک مدل دو بعدی انجام شده و اثر تغییرات سرعت سیالات ورودی، تغییرات ویسکوزیته سیالات وتغییرات قطر میکروکانال روی ضخامت فیلم مایع تشکیل شده در جریان حلقوی و ناپایداری در رابط دوفازی گاز- مایع و همچنین پروفایل های جز حجمی و بردارهای سرعت داخل میکروکانال مفروض مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که اثرات گرانش روی تغییرات ضخامت فیلم مایع ناچیز است وهمچنین افزایش ویسکوزیته گاز باعث کاهش ضخامت و افزایش ویسکوزیته مایع سبب افزایش ضخامتفیلم مایع می شود. با افزایش سرعت و گذار به ناحیه مغشوش در رابط دو فازی قله های موجی مشاهدهمی شوند که بردار های سرعت در آنجا ناحیه چرخشی ای ایجاد می کنند که منجر به جدا شدن قطراتمایع و نفوذ آن به هسته گازی می شود. این پژوهش برای انتخاب مناسب و پیکر بندی میکروکانالجریان دو فازی گاز- مایع کارآمد خواهد بود و تمرکز روی عوامل موثر در این جریان می تواند منجر به افزایش بازدهی انتقال حرارت و جرم در صنعت شود.

Keywords:

هیدرودینامیک , جریان دوفازی , میکروکانال T شکل , جریان حلقوی