شبیه سازی و پیش‌بینی پارامترهای میدان جریان در ریبویلر

Abstract

شبیه سازی و آنالیز جریان دوفازی عبوری از دسته لوله‌ ریبویلرهای کتل و مولدهای بخار در راستای آنالیز ایمنی و طراحی، از اهمیت بسزایی برخوردار است. پیچیدگی بالای هندسی در تحلیل میدان جریان دسته لوله‌ها بر دشواری هر چه بیشتر تحلیل‌های عددی مرسوم افزوده است. یکی از راهکارهای موجود در راستای کاهش هزینه‌ی محاسبات استفاده از تئوری جسم متخلخل می باشد که در این پژوهش به آن پرداخته شده است. در تحلیل معادلات حاکم بر جسم متخلخل از معادلات مرتبط با نیروی درگ و نیروی مقاوم ناشی از دیواره‌ی لوله‌های کتل ریبویلر بهره گرفته شده است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی موجود، دو نوع آرایش مختلف در نظر گرفته شده است. در مطالعه‌ی حاضر هندسه‌ی موردنظر با توجه به وجود تقارن و یکنواختی چشمه‌ی گرمایی دسته لوله‌ها به صورت دو بعدی و متقارن در نظر گرفته شده است. مشاهده گردید افت فشار ناشی از دسته لوله‌ها می‌تواند با دقت مناسبی نسبت به نتایج آزمایشگاهی پیش‌بینی گردد. همچنین کسر حجمی بخار محاسبه شده در پژوهش حاضر با توجه به در نظر گرفتن شرایط مرزی خروجی متفاوت، در مقایسه با فعالیت‌های عددی مشابه تطبیق مناسب‌تری را نسبت به نتایج تجربی ارائه می‌نماید. دیده می‌شود با افزایش توان حرارتی دسته لوله‌ها کسر حجمی بخار در ناحیه‌ی حرارتی ریبویلر افزایش پیدا می‌کند.