مطالعه‏ی تجربی مشخصه‏های سرعت، طول و فرکانس حباب‏های تیلور در جریان دوفازی گاز-مایع داخل یک زانویی بزرگ

Abstract

در تحقیق حاضر به مطالعه تجربی مشخصه‏های حباب‏های تیلور در یک زانویی بزرگ متشکل از سه شیب متوالی پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا نمودارهای جریان برای زانویی و مقطع افقی بالادست آن ترسیم شده است تا ناحیه مربوط به این رژیم جریان و مکانیزم تشکیل حباب‏ها تعیین گردد. سپس تأثیر سرعت‏های ظاهری جریان‏های مایع و گاز و همچنین شیب کانال بر روی مشخصه‏های سرعت متوسط، طول و فرکانس حباب‏ها بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با افزایش سرعت ظاهری فاز گاز و کاهش شیب در طول مسیر، سرعت و طول حباب‏ها بیشتر می‏شود، درحالی که افزایش سرعت مایع، تأثیر کاهشی بر این مشخصه‏ها دارد. فرکانس حباب‏ها نیز مستقل از تغییرات شیب، با افزایش سرعت ظاهری جریان گاز، همواره کاهش یافته و با افزایش سرعت جریان مایع، ابتدا کاهش و سپس افزایش می‏یابد. در تعیین محدوده‏ایمن کاربردهای صنعتی، دبی جریان مایع می‏بایست، با توجه به مقدار کمینه فرکانس حباب‏ها انتخاب ‏شود. در حالی که برای انتخاب مقدار مناسب دبی جریان گاز، همواره نوعی بهینه‏سازی بین کاهش فرکانس و افزایش سرعت حباب‏ها با کاهش طول آن‏ها لازم می‏باشد. همچنین روابطی برای طول و سرعت حباب‏ها با توجه به پیشینه تحقیق بدست آمده ولی درمورد فرکانس حباب‏ها، بدلیل روند تغییرات متفاوت و همچنین کمبود منابع در این زمینه، روابطی بر اساس اعداد رینولدز ظاهری فازهای پیشنهاد گردیده است.