مطالعه عددی و آزمایشگاهی پدیده خودچرخشی در جریان چاه
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مکانیک
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مکانیک
3 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، دانشکده هوا و فضا
doi
چکیده
به وجود آمدن چرخش بدون عامل خارجی در جریان سیال به خودچرخشی معروف است. برخی از محققان در وجود یا عدم وجود پدیده خودچرخشی در جریان چاه اختلاف دارند. در تحقیق آزمایشگاهی و عددی حاضر، وجود پدیده خودچرخشی در جریان چاه مورد بررسی قرار میگیرد. در تحقیق آزمایشگاهی، یک چیدمان آزمایشگاهی جدید نسبت به کارهای گذشته ارائه میشود و اندازهگیری سرعت با توسعه روش تیمولبلو انجام میشود. نتایج آزمایش نشان داد که حتی با افزایش دبی خروجی تا چندین برابر دبی بحرانی ادعایی، مقدار خالص سیرکولاسیون در جریان، نسبت به مقدار ورودی خود افزایش پیدا نمیکند و یا به عبارت دیگر، پدیده خودچرخشی در جریان چاه رخ نمیدهد. در مطالعه عددی، پدیده خودچرخشی با هندسه و شرایط یکسان با آزمایش، به صورت 3 بعدی شبیهسازی میشود. نتایج بدست آمده نشانگر آن است که نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی همخوانی دارد و همانند نتایج آزمایش نشان میدهد که پدیده خودچرخشی در جریان چاه وجود ندارد. اضافه بر آن، نتایج عددی نشان داد که چرخش (یا مقدار متناظر آن سیرکولاسیون) دیده شده در آزمایش، ناشی از نامتقارنی جریان در ورودی است و با حذف این نامتقارنی، چرخش حذف میشود.
