مطالعه تجربی هیدرودینامیک الگوی اسلاگ در لوله‌های عمودی رو به بالا

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد

2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس

3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد

doi
چکیده

پژوهش حاضر با هدف بررسی رفتار هیدرودینامیکی الگوهای اسلاگ در لوله‌ای از جنس اکریلیک شفاف، به قطر داخلی mm 40 و طول m 33/3 انجام شده‌است. برای انجام آزمایش‌ها از سیستم آزمایشگاهی عمودی ساخته شده در دانشگاه تربیت مدرس تهران استفاده شده است. به کمک تکنیک پردازش تصویر، فیلم‌های برداشت شده از ساختار جریان بررسی شده و مشخصه‌هایی هم‌چون طول و سرعت میانگین حباب تیلور و اسلاگ مایع بین آن‌ها به دست آمده است. هم‌چنین مسیر میانگین حرکت دماغه حباب تیلور در این قطر لوله نیز برای محدوده مشخصی از طول لوله استخراج شده است. بررسی نمودارهای چگالی احتمال به دست آمده نشان می‌دهد که افزایش طول حباب تیلور رابطه مستقیمی با طول اسلاگ مایع دارد و حباب‌های تیلور با طول کوچک‌تر سرعت صعود بالاتری دارند. هم‌چنین با توجه به نتایج حاصل، دماغه حباب از محدوده 20% ± اطراف محور مرکزی لوله تجاوز نمی‌کند. رابطه‌ای تجربی بر اساس سرعت حرکت حباب تیلور و مجموع سرعت‌های ظاهری فازها ارائه شده است که نشان می‌دهد رابطه معروف نیکلین برای این قطر لوله ناکارآمد است.