بررسی کارایی نرم افزار فلوئنت در برآورد دبی جریان در قطره‌چکان‌ بلندمسیر

Abstract

مطالعه رفتار جریان در حین عبور از مجاری قطره‌چکان‌ها به‌دلیل اندازۀ کوچک و ساختار پیچیده آنها مشکل است. از این‌رو مدل‌های عددی، اگر در عمل آزموده ­شده باشند، می‌‌توانند در تحلیل هیدرولیکی جریان قطره‌چکان‌ها به ­کار برده ­شوند. در این تحقیق، با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت نحوۀ توزیع سرعت و فشار در قطره‌چکان نوع تیپ شبیه‌سازی شد و رابطۀ بین فشار و دبی در سه فشار 4، 5 و 6 متر آب به‌دست آمد. برای جریان آشفته، علاوه بر روابط پیوستگی و ناویر - استوکس به­ کار رفته در مدل جریان آرام، از روابط ساده شدۀ مدل k-ε استاندارد استفاده شد. مش‌بندی با نرم‌افزار گمبیت اجرا و برای این منظور از مش‌های چهار‌وجهی استفاده شد. نتایج تحقیق نشان‌داد که مدل در شرایط جریان آرام و جریان آشفته، نتوانسته است دبی خروجی از قطره‌چکان را به‌خوبی مدل کند و دبی برآورد شده با مدل فلوئنت برای فشارهای مختلف برای جریان آرام و آشفته به‌ترتیب 25 و 23 درصد بیش از مقادیر اندازه‌گیری شده به‌دست آمد، به‌طوری‌که میزان اختلاف دبی برآورد شده و اندازه‌گیری شده در فشارهای 6، 5، 4 متر آب، برابر 0/28، 0/23 و 0/2 لیتر بر ساعت برای جریان آرام و 0/27، 0/23 و 0/19 لیتر بر ساعت برای جریان آشفته محاسبه شد. نتایج بررسی­ ها همچنین وجود بیش برازش را در کلیۀ فشارها توسط مدل نشان داد که با افزایش فشار اعمال شده افزایش داشت.