بررسی تجربی اثر فاصله عمودی و زاویه شیب کانال S شکل بر الگوی جریان دوفازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی؛

2 نویسنده مسئول و کارشناس ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی؛

3 کارشناس ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی؛

چکیده

در این مقاله نتایج حاصل از آزمایش­های انجام شده برای بررسی اثر زاویه شیب و فاصله عمودی در کانال با هندسه S شکل ارائه و تحلیل شده­ است. نقشه­های الگوی جریان با دو معیار متفاوت، ثابت بودن زاویه شیب و تغییر طول قسمت میانی و ثابت بودن طول قسمت میانی و تغییر در زاویه شیب مقایسه شده­اند. نتایج نشان دادند که با افزایش طول، گذار به الگوی جریان قالبی­گردابه­ای در سرعت­های ظاهری بالاتری از مایع رخ می­دهد و ناحیه با الگوی جریان حلقوی­تکه­ای مه­آلود کوچکتر شده و به سمت دبی­های بالاتر فاز گاز می­رود. همچنین افزایش طول، منجر به بزرگتر شدن ناحیه با الگوی جریان چرن شده و در ازای آن ناحیه با الگوی جریان لخته­ای گردابه­ای کوچکتر می­شود. با افزایش شیب نیز، گذار به الگوی جریان قالبی گردابه­ای در سرعت­های ظاهری بالاتر هوا صورت می­گیرد و اندازه این ناحیه کاهش می­یابد و همچنین اندازه ناحیه با الگوی جریان چرن بزرگتر شده و در ازای آن گستره ناحیه با الگوی جریان لخته­ای کوچکتر می­شود. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

An Experimental Investigation on the Effect of Vertical Distance and Inclination Angle of S-Shaped Channel on Two-Phase Flow Patterns

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Ansari 1
  • mohsen Azadi 2
  • Reza Gheysari 3
چکیده [English]

An experimental investigation is conducted to study the effect of vertical distance and inclination angle of a S-shaped channel on two-phase flow patterns. Five flow patterns of vortex plug, vortex slug, vortex wavy-annular, churn and mist packet annular were observed. Flow pattern maps were obtained for each case and then compared based on the different vertical distance and inclination angle to perform a parametric study. Increasing mid-section length and inclination angle cause the transition to vortex plug flow pattern to occur at higher liquid velocities as well as a greater area of churn flow pattern at the expense of smaller vortex slug flow pattern area. However, increasing mid-section length and decreasing inclination angle, ends in smaller area of mist packet annular area. It is revealed that for higher mid-section lengths, effect of increasing inclination on shifting transition lines between flow patterns is more determining.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Two-phse flow
  • Flow pattern
  • Flow pattern map
  • S-shaped channel
  • Transition line

مراجع

[1] D. Barnea, O. Shoham, Y. Taitel, & A.E. Dukler, “Flow pattern transition for gas liquid flow in horizontal and inclined pipes”, Int. J. Multiphase Flow 6, 217-225, 1980.
[2] Y. Taitel, A.E. Dukler, “A Model for Predicting Flow Regime Transitions in Horizontal and Near Horizontal Gas-liquid Flow”, AlChE Journal, Vol. 22, No. 1 47-55, 1976.
[3] M. Tshuva, D.Barnea, Y. Taitel, “Two-phase flow in inclined parallel pipes”, Int. J. Multiphase Flow 25, 1491– 1503, 1999.
[4] G. Oddie, H. Shi, L.J. Durlofsky, K. Aziz, B. Pfeffer, J.A. Holmes, “Experimental study of two and three phase flows in large diameter inclined pipes”, Int. J.Multiphase Flow (29) 527–558, 2003.
[5] J.Weisman, D. Duncan, J.Gibson, & T. Crawford, “Effects of fluid properties and pipe diameter on two
phase flow patterns in horizontal lines”, Int. J.Multiphase Flow 5, 437-462, 1979.
[6] B.D. Woods, E.T. Hurlburt, T. J. Hanratty, “Mechanism of slug formation in downwardly
inclined pipes”, International Journal of Multiphase Flow, (26) 977-998, 2000.
[7] ANSI/ASME, 1986, Measurement uncertainty, PTC 19, 1-1985, Part I.
[8] Incropera, F., Dewitt, P.D., 1996. Introduction to Heat Transfer, third ed. John Wiley & Sons Inc.
[9] J.W. Coleman, S. Garimella, “Two-phase flow regimes in round, square and rectangular tubes
during condensation of refrigerant R134a”,International Journal of Refrigeration, (26) 117–128,2003.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار