تحلیل آزمایشگاهی و عددی جریان سیال درون لوله اعوجاجی مجهز به نوارهای پیچی

Abstract

در مطالعه حاضر به شبیه سازی عددی جریان سیال نیوتنی و غیر نیوتنی درون لوله اعوجاجی مجهزشده به نوارهای پیچی معمولی و شیاردار(v شکل)در شرایط مرزی شار ثابت با استفاده از روش عددی حجم محدود پرداخته است. جهت اعتبارسنجی نتایج مربوط به شبیه سازی عددی، نتایج با معادلات تجربی محققان دیگرمقایسه شده است. در این تحلیل از آب به عنوان سیال نیوتنی و از 0.2 درصد وزنی کربوکسی میتل سلولز در آب به عنوان سیال غیر نیوتنی استفاده شده و محدوده تغییرات اعداد رینولدز برای سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی به ترتیب برابر با(5300 تا 25700) و (2400 تا 6800)در نظر گرفته شده است. در این مطالعه تاثیرات استفاده از مدل های مختلف درهمی جریان، اعمال شارهای حرارتی متغیر و نیز شیار روی نوار، بر روی عدد ناسلت و ضریب اصطکاک بررسی شده است.همانطور که از مقایسه نتایج بر می آید استفاده از مدل استاندارد κ-ω در جریان درهمی سیال نیوتنی ومدلκ-ε برای سیال غیر نیوتنی با شرایط یکسان، نسبت به مدل های دیگر مناسب تر است. برای سیال نیوتنی متوسط اختلاف نتایج برای عدد ناسلت برای نوارپیچی ساده و شیاردار به ترتیب کمتر از 15.2 و 14.4 درصد خواهد بود، از طرفی برای سیال غیر نیوتنی متوسط مقدار اختلاف برای عدد ناسلت برای نوارپیچی ساده کمتر از 18 درصد خواهد بود.