عنوان صفحه
چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..و
فهرست جدول ها ……………………………………………………………………………………………………………………………ج
فهرست شکل ها ……………………………………………………………………………………………………………………………….ه
فصل اول – مقدمه ………………………………………………………………………………………………… 8
-
کاربرد جریان دو فازی…………………………………………………………………………………….10
-
مفاهیم پایه در جریان دوفازی گاز-مایع و رژیمهای جریان……………………………………………….11
-
رژیم های جریان دوفازي………………………………………………………………………………………………13
-
مدلهای دو فازی بر مبنای روابط تجربی……………………………………………………………………….17
فصل دوم – مروري بر مطالعات انجام شده …………………………………………………………………….20
2-1- مروري بر جريانهاي دوفازي ………………………………………………………………………………………………21
2-2- مدل هاي عددی جريان دو فازي…………………………………………………………………………………………….21
2-2-1- انتخاب مدل تعادلی همگن(HEM) …………………………………………………………………………………21
2-3- پيشينه تحقيق …………………………………………………………………………………………………………………………22
2-4- جايگاه تحقيق حاضر…………………………………………………………………………………………………………………26
فصل سوم – معادلات حاکم …………………………………………………………………………………….28
3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………28
3-2- فرمولاسیون مدلهای جریان دو فازی…………………………………………………………………………………….29
3-2-1- معادلات حاکم بر جریان سیال دو فازی مدل ((HEM ………………………………….29
3-2-2- شرایط مرزی ……………………………………………………………………………………………………………………..31
3-3- مدلسازی آشفتگی جریان………………………………………………………………………………………………………..32
3-4- شکل بی بعد معادلات نویر استوکس برای جریان تراکم ناپذیر……………………………………………35
3-5- تولید شبکه……………………………………………………………………………………………………………………………..37
3-6- گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان سیال………………………………………………………………………38
3-6-1- معادله اندازه حرکت …………………………………………………………………………………………………………..40
3-6-2- تصیح فشار………………………………………………………………………………………………………………………..42
3-6- 2-1- معادله تصیح فشار………………………………………………………………………………………………………..42
3-6-2-1-1- الگوریتم PISO ………………………………………………………………………………………………………..43
3-6-3- معادله پیوستگی……………………………………………………………………………………………………………………46
3-6-4- مشخص کردن جسم صلب قرار داده شده در میدان جریان……………………………………………….48
3-6-5- انتخاب سلولهای قطع شده و سلولهای شبح برای سیلندر…………………………………………………48
3-6-5-1- اعمال شرط عدم لغزش برای سیلندر……………………………………………………………………………..50
3-7- معیار همگرایی…………………………………………………………………………………………………………………………51
فصل چهارم – اعتبار سنجی کار حاضر
4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………53
4-2- حل میدان جریان در اطراف سیلندر ساکن……………………………………………………………………….. 54
4-2-1 – بررسي عدم وابستگي حل به شبكه محاسباتي……………………………………………………………. 55
4-2-2- معتبر سازی وتحلیل نتایج………………………………………………………………………………………………. 60
4-2-2-1 جریان آرام ……………………………………………………………………………………………………………………..60
4-2-2 -2- جریان آشفته ………………………………………………………………………………………………………………70
4-3- جریان های با رینولدز بالا و تاثیر اثر درصد کسر حجمی……………………………………………………. 72
فصل پنجم – نتایج عددی
5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………75
5-2 – جریان آرام در اطراف سیلندر ساکن در حالت تکفاز و دو فازی…………………………………………76
5-2-1- تاثیر درصد کسر حجمی و مقایسه میدان فشار در رینولدز 150…………………………………….76
5-2-2- بررسی درصد کسر حجمی بر روی ضرایب پسا وبرا تا رینولدز 1000…………………………… 79
5-3- بررسی میدان فشار و سرعت در جریان اشفته…………………………………………………………………………80
5-3-1- تاثیر قطر بر روی تشکیل گردابه و اثر ان روی دنباله در رینولدز 10000………………………84
5-4- توزیع میدان فشار و بررسی توزیع درصد کسر حجمی در رینولدزهای بالا………………………………………………………………………………………………………………………………………………………84
توزیع اثر درصد کسر حجمی در Re=10000 توزیع درصد کسر حجمی در نقاط مختلف سیلندر ( بر اساس تغیر…………………………………………………………………………………………………………………………………….86 زاویه)…………………………………………………………………………………………………………………………………
توزیع درصد کسر حجمی بر اساس تغیر قطر………………………………………………………………………………….87
بررسی اثرجریان برگشتی(wake) در رینولدزهای (10000و15000و20000)…………………………..88
تاثیر (vof) دروسعت منطقه (wake)……………………………………………………………………………………………91
-5-5- اثر درصد کسر حجمی((vof بر توزیع سرعت در جریان آرام……………………………………………93
-5-5- اثر درصد کسر حجمی((vof بر توزیع سرعت در جریان آشفته……………………………………….95
-1- محاسبه ضریب لیفت و دراگ…………………………………………………………………………………………………..96
– تاثیر درصد کسر حجمی ((vof بر میزان ضرایب لیفت و درگ………………………………………………….97
فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………………………………………………………………97
فهرست مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………101
فهرست جدولها
عنوان صفحصصفحه
جدول 1‑1 انواع رزیمهای جریان دو فازی در مبدلهای حرارتی 13
جدول 3‑1 ضرايب ثابت مدل استاندارد 35
جدول 3‑2 ضرايب ثابت مدل استاندارد توسعه يافته 36
جدول 3‑3 ضرايب ثابت مدل RNG 40
جدول 3‑4 پارامترهای تناسب جهت بی بعد سازی معادلات اندازه حرکت 41
جدول 3‑5 جدول ماتریس ضرایب قطری محاسباتی 61
جدول 4‑1 ضريب پسا متوسط و عدد استروهال برای سیلندر استوانه ای ساکن در رینولدز400 برای شبکه نوع A-D 47
جدول 4‑2 مقایسه ضریب پسا متوسط و عدد استروهال با درصد کسر حجمی (Vod fraction=0.06) ر رينولدز 72
جدول 4‑3 مقایسه ضریب پسا متوسط و عدد استروهال با درصد کسر حجمی (Vod fraction=0.06) در رينولدز 8000 75
جدول 5‑1 مقایسه ضریب پسای متوسط و عدد استروهال با توزیع (vof=0.15) در رینولدزهای (18000-20000) 90
جدول 5‑2 مقایسه پارامترهای جریان همگن دو فاز با توزیع ((vof های مختلف در رینولدز 95
فهرست شکلها
عنوان صفحصصفحه
شکل 1‑1 الگوهای جریان دو فازی در لوله های افقی 18
شکل 1‑2 الگوهای جریان دو فازی در لوله های قائم 18
شکل 2‑1 توزیع سرعت بدست آمده از نتایج yokosawa با درصد کسر حجمی0.08 25
شکل 2‑2توزیع اختلاف فشار بر حسب زاویه با تغیر سرعت(yokosawa ( 25
شکل 2‑3 توزیع اختلاف فشار بر حسب زاویه با تغیر سرعت(yokosawa) روی سیلندر در رینولدز8226 26
شکل2‑4 توزیع بر حسب جابه جایی در void fraction های متفاوت در دو رینولدز 428و1304 (Yokosawa) 27
شکل 2‑5 ضریب پسا بر حسب توزیع درصد کسر حجمی(void fraction) 27
شکل 2‑6 توزیع فشار بر روی سیلندر استوانه ای ساکن برای دو قطر مختلف توسط(ivan cotton) 28
شکل 3‑1 شبکه کارتزین جابه جا شده برای حل دو بعدی مسئله 39
شکل 3‑2 نمایش الگوریتم piso 47
شکل 3‑3 سلولهای قطع شده توسط مرز سیلندر و نمایش محل مولفه های سرعت 49
شکل 4‑1حوزه محاسباتی میدان جریان در اطراف سیلندر استوانه ای ساکن حجمی 54
شکل 4‑2توزیع ضریب فشار برای شبکه نوع A در رینولدز 100 57
شکل 4‑3 نمودار توزیع ضریب فشاردر اطراف سیلندر در رینولدز3000 سیلندر 57
شکل 4‑4 توزیع ضریب فشار برای شبکه نوع Aدر رینولدز 3000 و (VOF=0.08 ) در مقایسه با نتایج مرجع [18] 58
شکل 4‑5 مقایسه توزیع درصد کسر حجمی(Local void fraction ) در اطراف سیلندر بر اساس موقعیت زاویه ای در فاصله 2سانتی متری از مرکز 58
شکل 4‑6 نسبت ضریب درگ دو فازی به تکفازی بر اساس توزیع اولیه ((void fraction و مقایسه با رابطه تجربی مرجع[23] 59
شکل 4‑7 خطوط جریان در اطراف سیلندر استوانه ای ساکن با توزیع(void fraction=0.06 (در (Re=400,600,1000) 61
شکل 4‑8 میدان فشار کلی برای جریان در اطراف سیلندر ساکن با توزیع(void fraction=0.06 )(در (Re=400,600,1000)…………………………………………………………………………………………………………………………………62
شکل 4‑9 میدان چرخش برای جریان با Re=400,1000 با درصد کسر حجمی(void fraction=0.06) 58
شکل 4‑10 ضریب پسا و برا در Re=80 با توزیع(void fraction=0.06) 59
شکل 4‑11 ضریب پسا و برا در Re=150 با توزیع((void fraction=0.06 60
شکل 4‑12 ضریب پسا و برا در Re=600 با توزیع(void fraction=0.06) 60
شکل 4‑13 ضریب پسا و برا در Re=1000 با توزیع(void fraction=0.06) 61
شکل4‑14 ضریب پسا و برا در Re=1000 با توزیع(void fraction=0.10) 61
شکل 4‑15 ضریب پسا و برا در Re=1000 با توزیع((void fraction=0.25 61
شکل 4‑16 توزیع ویسکوزیته موثر در Re=3000 با توزیع(void faction=0.06) برای دو مدل k-ε استاندارد وrng- k-ε 63
شکل 4‑17 ضریب پسا و برا در Re=8000 با توزیع (void fraction=0.15) 64
شکل 4‑18توزیع اختلاف فشار برای شبکه نوع (A) در Re=10000 با (void fraction=0.15) 66
شکل 5‑1توزیع میدان فشار در Re=150 برای جریان تکفاز و دوفازی با تاثیر مختلف 69
شکل 5‑2 ضریب پسا و برا در جریان تکفازی Re=150 با توزیع (void fraction=0) 70
شکل 5‑3 ضریب پسا و برا در جریان Re=150 با توزیع (06.void fraction=0) 70
شکل 5‑4 نمایش خطوط جریان تک فاز و دو فاز در Re=400 70
شکل 5‑5 ضریب پسا و برا در جریان Re=600 با توزیع (06.void fraction=0) 71
شکل 5‑6 تاثیر درصد کسر حجمی بر روی ضریب برا وپسا در Re=1000 72
شکل 5‑7تشکیل گردابه(wake) و لایه حاوی جریان(bubble flow) در اطراف سیلندر ساکن 73
شکل 5‑8 توزیع ویسکوزیته موثر بدست آمده از حل جریان در اطراف سیلندر ساکن در Re=8000 با تاثیرvof=0.06درمدلهای توربولانسی 74
شکل 5‑9 توزیع سرعت بدست آمده از حل میدان جریان در Re=10000 با توزیع(void fraction=0.06 )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….75
علائم اصلي |
بالانويس |
زيرنويس |
|||||||
سرعت |
زمان قديم |
گاز |
|||||||
ضريب كشش طرحي بين دو سيال |
زمان جديد |
مايع |
|||||||
عدد بي بعد رينولدز |
مقادير در زمان قديم |
مشتق نسبت به زمان |
|||||||
عدد بي بعد اتوس |
مقدار حدسي يا مياني |
* |
شمارنده سطري |
||||||
بردار يكه نمرال بر سطح مشترك |
مقدرا تصحيح كننده |
‘ |
شمارنده ستوني |
||||||
علامت بردار |
نقطه قطب |
||||||||
چگالي مخلوط |
علامت متوسط |
– |
نقطه شرقي |
||||||
لزجت موثر |
نقطه غربي |
||||||||
شتاب گرانشي |
نقطه شمالي |
||||||||
مولفه افقي سرعت |
نقطه جنوبي |
||||||||
مولفه عمودي سرعت |
|||||||||
فشار |
|||||||||
درصد کسر حجمی مایع |
|||||||||
تابع فاصله علامت دار |
|||||||||
درصد کسر حجمی گاز |
|||||||||
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.