پایان نامه با کلید واژگان
اندازه گیری، شبیه سازی، ارزیابی عملکرد No category

و Z/D=39.9 اندازه گیری شده است، در شکل 7-4 رسم شده است. مشابه MTLOOP، تغییرات دینامیک از رفتارهای حباب پیک دیواره به پیک دانه با موفقیت توسط مدل DQMOM توصیف شده است. مدل عددی، پیش بینی منطقی در Z/D=39.9 برای هر دو شرایط جریانی ارائه می کند، با این حال، پیک دیواره در Z/D=1.7 برای هر دو شرایط جریانی کمتر پیش بینی می شود. این خطا ممکن است به دلیل نیروهای بین سطحی باشد که در کل از مکانیکی ناشی می شود که حباب ها از انتها تزریق شده و به سمت بالا حرکت می کنند. مدل نیروهای بین سطحی ممکن است برای شرایط جریانی TOPFLOW با تزریق حباب در دیواره مناسب نباشد. همان تمایل در شرایط جریانی MTLOOP مشاهده نشده است.
7-5-2) توزیع اندازه حباب
شکل 7-5 مقایسه بین نتایج پیش بینی شده وداده های تجربی توزیع اندازه حباب برای آزمایش MTLOOP در Z/D=4.5 و 60 در شرایط جریانی M107 و M118 را نشان می دهد. تغییرات دینامیک این پروفایل ها نشان دهنده رشد اندازه حباب و غلظت بین سطحی است که تحت تاثیر مکانیزم غالب پیوستگی است. در Z/D=4.5 نزدیک ورودی، اندازه اولیه حباب به طور قابل توجهی کوچک است و توزیع اندازه باریک است، همانطور که در شکل 7-5(a) و (c) برای شرایط جریانی M107 و M118 رسم شده است. با حرکت حباب ها به سمت خروجی، توزیع اندازه حباب عریض مشاهده می شود. در M107، محدوده واقعی اندازه حباب از 0 تا 10 میلی متر بود، با این حال، به 0 تا 20 میلی متر در نزدیکی خروجی گسترش یافته است. پدیده مشابه برای شرایط جریانی M118 ذکر شده است. در چنین دبی جریانی، اندازه حباب از 0 تا 40 میلی متر است که تقریبا چهار برابر محدوده اندازه اولیه است(دوآن و همکاران 2008). برای شرایط جریانی با چنین توزیع اندازه حباب عریض، تلاشهای فراوانی با استفاده از روش کلاس سنتی(CM) لازم است. با استفاده از روش CM، گروههای اندازه باید تقسیم شود تا این محدوده اندازه حباب عریض را پوشش دهد و در نتیجه معادلات انتقال برای حل محاسبات اضافی باید حل شود. با این حال، همانطور که از این شکلها مشخص است، مدل DQMOM با فقط 4 گشتاور پیش بینی منطقی از تغییرات دینامیک پروفایل توزیع اندازه حباب در موقعیت های شعاعی مختلف ارائه می کند. این امر می تواند به عنوان یک روش جایگزین برای حل مدل موازنه جمعیتی با هزینه شبیه سازی خاص در نظر گرفته شود. همانند راه حل شبیه سازی ارائه شده برای مدل موازنه جمعیتی، بسیاری از تاییدات باید برای غلبه بر محدودیت هسته های پیوستگی و شکست در نظر گرفته شود که ممکن است دلیل برخی ناسازگاری ها بین اندازه گیری ها و پیش بینی ها باشد که در شکل 7-5(b) و (d) نشان داده شده است.
شکل 7-6 توزیع اندازه حباب پیش بینی شده و داده های تجربی TOPFLOW که توسط پراسر و همکاران(2007) اندازه گیری شده است.
شکل 7-6 توزیع اندازه حباب پیش بینی شده را با اعمال مدل DQMOM با n=4 و مقایسه آن با اندازه گیری های تجربی TOPFLOW نشان می دهد. همانطور که در شکل 7-6(a) و (c) دیده می شود، توزیع اندازه حباب دونمایی در آزمایشات با سیستم تزریق دیواره دیده می شود. در روش تزریق دیواره، حباب های کوچک تزریق شده در نزدیکی دیواره متمرکز می شوند تا اولین پیک(حدود 5 میلی متر) توزیع اندازه حباب تشکیل شود. با این حال، حباب های بسیار فشرده تمایل با ادغام شدم با هم و حرکت به سمت مرکز لوله دارند تا دومین پیک(حدود 30 میلی متر) توزیع اندازه حباب تشکیل شود. با مکانیزم غالب شکست جریان، حباب های منحرف شده/سرپوش به حباب های کوچک شکسته می شوند تا محدوده اندازه حباب به یک شکل با پیک منفرد باریک شود. همانطور که در شکل 7-6بیان شد، مدل DQMOM با n=4 انتقالات توزیع اندازه حباب را حفظ می کند و عملکرد رضایت بخشی در پیش بینی TOPFLOW ارائه می کند. در کل، می تواند به عنوان یک روش جایگزین به دلیل هزینه محاسباتی قابل اداره و صحت قابل قبول در پیش بینی برای حل مدل موازنه جمعیتی در شبیه سازی جریان حبابی پیشنهاد شود.
7-6) نتیجه گیری
یک مدل دو سیالی در ترکیب DQMOM در این فصل برای مدیریت جریان حبابی گاز – مایع همدما ارائه شده است. ارزیابی ترم های چشمه با همکاری مجموعه ای مناسب از معادلات برای طول ها و وزن ها، با زبان CFD مربوط به نرم افزار ANSYS FLUENT 14 اجرا شده است تا تغییرات موقتی و فضایی حباب های گاز تعیین شود. ارزیابی مدل DQMOM با داده های تجربی لوکاس و همکاران (2005) و پراسر و همکاران(2007) که در فورسشونگسترن درسدن-راسندورف FZD اندازه گیری شده است، تایید شده است. به دلیل تفاوت های اندازه لوله و سیستم های تزریق گاز بین این آزمایشات، پدیده جریان معکوس رخ می دهد. در آزمایش MTLOOP با اندازه لوله با مقیاس آزمایشگاهی(لوکاس و همکاران 2005)، پیوستگی حباب به عنوان ویژگی غالب ، غالب می شود در حالی که شکست حباب یک ویژگی عمده در آزمایش TOPFLOW با اندازه لوله بزرگ برای اهداف صنعتی دارد(پراسر و همکاران 2007). سازگاری خوب منطقی برای کسر خالی حباب و توزیع اندازه حباب بین مدل دو سیالی DQMOM و اندازه گیری ها به دست آمده است. اگرچه نتایج امیدوارکننده فوق در حال حاضر بیانگر چشم انداز مدل دو سیالی DQMOM برای کاربردهای جریان حبابی است ، تایید بیشتر یا مطالعات حساسیت هنوز برای ارزیابی عملکرد DQMOM در محدوده وسیع شرایط جریانی لازم است.
فصل هشتم
نتیجه گیری

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید