فهرست مطالب
عنوان |
|
صفحه |
چکیده……………………………………. 1
فصل اول: مروری بر جریان های دو فاز و بیشینه تحقیق
1-1 ضرورت مطالعه جریان های دو فازی………….. 3
1-2 رژیم های جریان دو فازی در لوله های افقی….. 4
1-2-1 جریان لایه ای……………………. 4
1-2-2 جريان موجی……………………… 5
1-2-3 جريان اسلاگ……………………… 5
1-2-4 جريان توپی……………………… 5
1-2-5 جريان حبابی…………………….. 5
1-2-6 جريان حلقوي…………………….. 5
1-4 ناپایداری کلوین- هلمهولتز………………. 6
1-3 مدل های جریان دو فازی………………….. 8
1-3-1 مدل هموژن پایدار………………… 8
1-3-2 مدل شار رانشی…………………… 10
1-3-3 مدل دو سیالی……………………. 12
عنوان |
|
صفحه |
1-5 مروری بر مطالعات انجام شده……………… 14
1-5-1 تحقیقات انجام شده توسط هن کاکس و همکاران او 14
1-5-2 تحقیقات انجام شده توسط رنسوم و هیکس.. 15
1-5-4 تحقیقات انجام شده توسط عیسی و کمپف… 15
1-5-5 تحقیقات انجام شده توسط لیائو و همکارانش 16
1-5-6 تحقیقات انجام شده توسط صلحی و همکارانش… 17
1-5-7 مروری بر تحقیقات انجام شده در ایران.. 18
1-6 ساختار پایان نامه……………………… 20
فصل دوم: مدل های دو سیالی و آنالیز هیپربولیکی مدل PFM
2-1 مقدمه………………………………… 23
2-2 استخراج معادلات بقای مدل دو سیالی………… 24
2-3 فرمول بندی مدلهای دو سیالی جریان دو فازی…. 26
2-3-1 PFM……………………………. 26
2-3-2 SPM……………………………. 28
2-3-3 TPM…………………………… 33
2-4 تحلیل هیپربولیکی مدل PFM………………. 34
عنوان |
|
صفحه |
2-4-1 شرط هیپربولیکی………………….. 38
2-4-2 مقادیر مشخصه……………………. 38
2-5 جمعبندی………………………………. 38
فصل سوم: روش های حل عددی
3-1 مقدمه………………………………… 40
3-2 فرمولاسیون و جداسازی معادلات……………… 40
3-2-1 فرمولاسیون کلی…………………… 40
3-2-2 جداسازی معادلات………………….. 41
3-3 روشهای محاسبه ترم فلاکس عددی…………….. 42
3-3-1 روش لاکس – فریدریچز………………. 43
3-3-2 روش ریچمایر…………………….. 43
3-3-4 روش FORCE……………………… 43
3-5 محاسبه گام زمانی………………………. 44
3-6 شرایط مرزی……………………………. 44
3-7 جمعبندی………………………………. 45
عنوان |
|
صفحه |
فصل چهارم: بررسی ناپایداری کلوین-هلمهولتز با استفاده از مدل PFM
4-1 مقدمه………………………………… 48
4-2 تعریف مسئله…………………………… 48
4-3 معادلات حاکم…………………………… 49
4-3 شرایط مرزی و اولیه فیزیک مسئله………….. 49
4-3-1 شرایط مرزی……………………… 50
4-3-2 شرایط اولیه…………………….. 51
4-7 جمع بندی……………………………… 52
فصل پنجم: ارائه نتایج، بحث و نتیجه گیری
5-1 مقدمه………………………………… 54
5-2 نتایج عددی جریان تک فاز………………… 54
5-2-1 مدل برگرز غیرلزج………………… 54
5-2-1-1 معادله برگرز…………….. 54
5-2-1-2 حل تحلیلی معادله برگرز غیر لزج 55
5-2-1-3 نتایج عددی مدل برگرز غیرلزج.. 56
5-2-2 مدل آب کم عمق…………………… 59
عنوان |
|
صفحه |
5-2-2-1 معادله آب کم عمق…………. 59
5-2-2-2 حل تحلیلی آب کم عمق………. 59
5-2-2-3 نتایج عددی مدل آب کم عمق….. 61
5-3 نتایج عددی جریان دو فاز………………… 64
5-3-1 مسأله شیر آب……………………. 64
5-3-1-1 اعتبارسنجی کد PFM-2 با مسئله شیر آب 66
5-4 نتایج بررسی ناپایداری کلوین- هلهولتز با استفاده از مدل PFM 70
5-5 نتیجه گیری کلی………………………… 72
مراجع……………………………………. 74
فهرست جدول ها
عنوان |
|
صفحه |
جدول5-1: شرایط اولیه مسئله واترفاست…………. 65
فهرست شکل ها
عنوان |
|
صفحه |
شکل1-1: رژيمهاي جريان دوفازي گاز- مايع در لوله هاي افقي 6
شکل1-2: جریان دو فازی در کانال افقی…………. 8
شکل2-1: سطح مقطع و نمای جانبی جریان لایه ای در کانال افقی 27
شکل2-2: نقشه الگوی جریان برای لوله های افقی با محدوده خوش رفتاری 35
شکل3-1: میدان محاسباتی و سلول های مجازی……… 45
شکل4-1: سطح مقطع و نمای جانبی جریان لایه ای در کانال 48
شکل4-2: اغتشاش اولیه برای جریان لایه ای……… 50
شکل4-3: شرط اولیه برای فصل مشترک در کانال…… 52
شکل5-1: نتیجه برگرز برای روش عددی لاکس-فریدریچز در زمان 5/1 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با CFL=0/2……………….. 57
شکل5-2 : نتیجه برگرز برای روش عددی ریچمایر در زمان 5/1 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با CFL=0/2……………….. 57
شکل5-3 : نتیجه برگرز برای روش عددی FORCE در زمان 5/1 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با CFL=0/2……………….. 58
شکل 5-4: مدل آب کم عمق. پروفیل ارتفاع برای روش عددی لاکس-فریدریچز با حل دقیق در زمان 1/0 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با 2/0 CFL = 61
عنوان |
|
صفحه |
شکل 5-5: مدل آب کم عمق. پروفیل ارتفاع برای روش عددی ریچمایر با حل دقیق در زمان 1/0 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با 2/0 CFL = 62
شکل 5-6: مدل آب کم عمق. پروفیل ارتفاع برای روش عددی FORCEبا حل دقیق در زمان 1/0 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با 2/0 CFL = 62
شکل 5-7: مدل آب کم عمق. پروفیل سرعت برای روش عددی لاکس-فریدریچز با حل دقیق در زمان 1/0 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با 2/0 CFL = 63
شکل 5-8: مدل آب کم عمق. پروفیل سرعت برای روش عددی ریچمایر با حل دقیق در زمان 1/0 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با 2/0 CFL = 63
شکل 5-9: مدل آب کم عمق. پروفیل ارتفاع برای روش عددی FORCEبا حل دقیق در زمان 1/0 ثانیه، با استفاده از 100 مش، با 2/0 CFL = 64
شکل 5-10: شماتیکی از مسئله شیر آب…………… 65
شکل 5-11: مقایسه نتیجه روش عددی لاکس-فریدریچز با حل دقیق برای پروفیل کسر حجمی فاز گاز در زمان 5/0 ثانیه………….. 67
شکل 5-12: مقایسه نتیجه روش عددی ریچمایر با حل دقیق برای پروفیل کسر حجمی فاز گاز در زمان 5/0 ثانیه……………… 67
شکل 5-13: مقایسه نتیجه روش عددی FORCE با حل دقیق برای پروفیل کسر حجمی فاز گاز در زمان 5/0 ثانیه……………… 68
عنوان |
|
صفحه |
شکل 5-14: مقایسه نتیجه روش عددی لاکس-فریدریچز با حل دقیق برای پروفیل سرعت مایع در زمان 5/0 ثانیه………………… 68
شکل 5-15: مقایسه نتیجه روش عددی ریچمایر با حل دقیق برای پروفیل سرعت مایع در زمان 5/0 ثانیه…………………….. 69
شکل 5-16: مقایسه نتیجه روش عددی FORCE با حل دقیق برای پروفیل سرعت مایع در زمان 5/0 ثانیه…………………….. 69
شکل 5-17: نمودار رشد موج بر حسب زمان در سرعت های متفاوت گاز( )0 = ………………………………………. 71
شکل 5-18: کسر حجمی گاز در زمان های مختلف در ( )20= 71
شکل5-19: حرکت موج به ازای )0 = و )30= 72
علائم اختصاری
سطح مقطع کل |
زمان قدیم |
|||
سطح مقطع فاز مایع |
زمان جدید |
|||
سطح مقطع سطحی |
زمان |
|||
سرعت صوت فاز مایع |
سرعت فصل مشترک |
|||
سرعت صوت فاز |
سرعت فاز مایع |
|||
قطر لوله |
سرعت فاز گاز |
|||
کسر حجمی یا کسر فضای خالی فاز گاز |
سرعت لغزش یا نسبی بین دو فاز |
|||
کسر حجمی فاز مایع |
سرعت ظاهری فاز مایع |
|||
انتقال جرم بین دو فاز |
سرعت ظاهری فاز گاز |
|||
انرژی داخلی مخصوص فاز |
سرعت مخلوط |
|||
ضریب اصطکاک فاز گاز با دیواره |
سرعت رانشی |
|||
ضریب اصطکاک فاز مایع با دیواره |
ترم غیر پایستار روش عددی |
|||
ضریب اصطکاک بین دوفاز در فصل مشترک |
ترم فلاکس عددی |
|||
بردار فلاکس |
مدل مستقل از فشار |
|||
شتاب جاذبه |
مدل تک فشار |
|||
ارتفاع فاز مایع |
مقدار مشخصه سیستم |
|||
ماتریس ژاکوبی |
چگالی هر فاز |
|||
ماتریس ضرایب مشتق زمانی |
چگالی فاز مایع |
|||
ماتریس ضرایب مشتق مکانی |
چگالی فاز گاز |
|||
فشار در فصل مشترک |
چگالی مرجع هر فاز |
|||
فشار هر فاز در فصل مشترک |
چگالی مخلوط |
|||
فشار فاز گاز در فصل مشترک |
تنش برشی بین دو فاز در فصل مشترک |
|||
فشار فاز |
تنش برشی فاز مایع با دیواره |
|||
فشار مرجع هر فاز |
تنش برشی فاز گاز با دیواره |
|||
فشار فاز مایع در فصل مشترک |
بردار متغیرهای اولیه |
|||
بردار متغیرهای پایستار |
متغیر کمیت در هر فاز |
|||
ترم چشمه |
مرز سمت چپ سلول |
|||
محیط تر شده توسط فصل مشترک |
فصل مشترک |
|||
محیط تر شده دیواره توسط فاز گاز |
نیروی برشی بین هر فاز با دیواره به واحد حجم |
|||
محیط تر شده دیواره توسط فاز مایع |
نیروی جسمی به واحد حجم |
|||
قطر هیدرولیکی فاز گاز |
شار جرمی |
|||
قطر هیدرولیکی فاز مایع |
لزجت دینامیکی یا ویسکوزیته |
|||
شار حرارتی بر دیواره |
ضریب انتقال حرارت فصل مشترک در واحد حجم فاز |
|||
گرمای تبادل شده از دیواره به فازهای |
||||
تبادل حرارت در فصل مشترک |
ضریب انتقال حرارت سهم مخزن هسته جوششش |
|||
درجه حرارت فازهای در ورودی لوله |
||||
ضریب کشش سطحی |
ضریب انتقال حرارت سهم جابه جایی مایع در حال جوشش |
|||
ضریب انتقال حرارت مایع در دیواره |
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.