ارائه یکمدل جامع جهت مدلسازی انتقال جرم قطره ای در جریان دوفاز با رژیم حلقوی

انتقال جرم قطره ای به جهت اثر بسزایی که روی رفتار جریان وانتقال حرارت جریان دو فاز دارد، از اهمیت خاصی برخوردار است. این فرایند شامل انتقال قطرات مایع به داخل جریان گاز میباشد.علت اساسی این انتقال، شتاب سریع و ضربات پی در پی ریزموج های موجود در سطح موجی شکل فصل مشترک مایع- گاز است به نحوی که موجب جدا شدن بخشی از این امواج و انتقال آنها به ناحیه جریان گاز میگردد. اغلب روابط موجود برای محاسبه انتقال جرم قطره ای، تجربی بوده و محدود به شرایط جریان خاصی میشوند. در این مقاله به بررسی نوسانات فصل مشترک جریان دوفاز با رژیم حلقوی، به منظور مدلسازی انتقال جرم قطره ای و ارائه فیزیک بنیادی حاکم بر آن، پرداخته میشود. بر مبنای این فیزیک، مقدار جرم انتقال یافته از مایع به فاز گاز برابر با بخشی از موج فصلمشترک مایع است که توسط جریان گاز جدا شده است. بدین ترتیب انتقال جرم قطره ای وابسته به هندسه امواج فصل مشترک و حجم بخشی از این امواج است که توسط جریان گاز جدا میشود. مشخصات هندسی موج با مدلسازی دقیق امواج فصل مشترک همراه با ناپایداری های کلوین-هلمهولتز، قابل دستیابی است. به منظور یافتن بخشی از موج که توسط جریان گاز جدا میشود، به تحلیل بالانس نیروهای وارد بر موج در حال حرکت در جریان پرداخته میشود. در این تحقیق پس از بررسی تئوری اثر امواج فصل مشترک بر انتقال جرم قطره ای جریان حلقوی به ارائه یک رابطه عمومی، برای محاسبه نرخ انتقال جرم قطره ای پرداخته میشود. به منظور ارزیابی دقت مدل ارائه شده، نتایج مدلسازی این تحقیق با نتایج آزمایشگاهی مختلفی در شرایط جریان یکسان و متفاوت مقایسه و درصد خطای آن، محاسبه شده است.

Keywords:

جریان دوفاز , انتقال جرم قطره ای , رژیم جریان حلقوی , امواج فصل مشترک