مدلسازی و تحلیل پارامتری پایداری سیال دوفاز در فرایند جوشش در یک کانال حرارتی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیر

2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر

3 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

doi
10.22060/mej.2020.17249.6550
چکیده

در این مقاله ناپایداری جریان سیال دوفاز در فرایند جوشش مورد تحلیل قرار می‌گیرد. با معرفی مشخصه‌های مناسب، یک مدل جامع و نسبتا ساده جهت بیان افت فشار در خلال فرایند پایا به دست آمده‌است. این مدل و اعداد بی‌بعد تعریف شده درک بهتری از تاثیر پارامترهای مختلف بر سیستم و نوسانات ارائه داده‌است. با تحلیل پایداری لیاپانوف، شرایط بروز ناپایداری بر حسب کمیات وابسته فرایند حاصل شده‌اند. تاثیر پارامترها بر شکل منحنی افت فشار بر حسب سرعت جرمی و وجود نقاط اکستریمم مورد بحث قرار گرفته‌اند. شکل نوسانات بر حسب مقدار پارامتر اساسی میرایی نوسان، از یک مدار بیضوی تا یک چهار گوش منطبق بر منحنی افت فشار، تغییر می‌کند و در نتیجه آن شکل موج تغییر خواهد کرد. مشخصات مدار نوسان، دامنه و فرکانس آن‌ها بر حسب کمیات مسئله به صورت تحلیلی مورد بحث قرار گرفت. با حل مدل غیرخطی سیستم، تغییرات دوره تناوب نوسانات حاصل از ناپایداری مورد بررسی و ارتباط آن با پارامترهای تعریف شده سیستم بحث و تحلیل شده‌اند  دوره کارکرد نوسانات برای فشارهای کارکرد بالا تابعی از چگالی مایع و هندسه کانال حرارتی است و برای حجم فشرده بالا، با کاهش نرخ جرمی ورودی در شرایط ناپایدار این مشخصه افزایش می‌یابد.