آقای روح الله موسوی دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر صفاری، روز شنبه 31/3/93 از رساله دکترای خود تحت عنوان " تحلیل عددی و‌‌‌‌‌‌ بررسی تجربی افت فشار و انتقال حرارت جریان مغشوش دو­‌‌‌‌‌ ‍ ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فازی­ در کویلهای مارپیچی" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 16:45 روز شنبه در آمفی تاتر دانشکده مکانیک برگزار می گردد.

 چکیده:

  در این رساله، افت فشار و انتقال حرارت جریان دو فاز (آب – هوا) درون کویلهای مارپیچ بصورت تجربی و عددی تحلیل شده است. در مقایسه با لوله­های مستقیم، لوله­های مارپیچ دارای سطح فشرده­تری بوده و ضریب انتقال حرارت و اصطکاک بیشتری دارند. با توجه به اینکه افت فشار در لوله مارپیچ بیشتر است، چنانچه جریان گاز بصورت حبابهای ریز در جریان سیال قرار گیرد، افت اصطکاکی کاهش می یابد که در این تحقیق اثر جریان گاز بصورت حبابهای ریز بر افت فشار و کاهش درگ اصطکاکی در جریان دو فازی آب – هوا در لوله مارپیچ بصورت تجربی بررسی شده است. محدوده رینولدز بررسی شده از 10000 تا 80000 و کسر حجمی 0 تا 0.09 بوده است. قطر میانگین حباب هوای تزریق شده 250 میکرومتر است. نتایج تجربی نشان می دهند که بیشترین کاهش درگ اصطکاکی در این محدوده کسر حجمی، برابر 25% می باشد و در رینولدزهای پایین رخ می دهد. اثر کاهش درگ با افزایش رینولدز کاهش می یابد و کاهش درگ در یک کویل مارپیچ با افزایش نسبت انحنا، کاهش می یابد. همچنین حل عددی جریان سیال تک فاز و دو فازی با استفاده از معادلات مختلف توربولانسی از جمله ، ، و بررسی شده و بهترین مدل توربولانسی که بتواند جریان دو فازی را بررسی کند و با نتایج تجربی نزدیکی خوبی داشته باشد، انتخاب شده است. در این مطالعه به منظور شبیه سازی جریان سیال دو فازی از مدل اویلرین – اویلرین استفاده شد.نتایج حاصل از مدل های توربولانسی و با نتایج تجربی به ترتیب 5 و 3 درصد اختلاف دارند. اثر تغییر پارامترهای هندسی کویل از جمله قطر لوله، گام لوله، قطر کویل و همچنین تغییرات عدد دین، عدد رینولدز و کسر حجمی بر ضریب اصطکاک، توزیع کسر حجمی، طول ورودی جریان و ضریب انتقال حرارت بررسی شده است. توسعه یافتگی هیدرودینامیکی جریان درون لوله مارپیچ بررسی شده است و با استفاده از الگوریتم ژنتیک رابطه ای برای طول ورودی پیشنهاد شده است. همچنین نتایج عددی نشان می دهند که با افزایش نسبت انحنا، ضریب انتقال حرارت در کویل افزایش می یابد و افزایش کسر حجمی باعث کاهش ضریب انتقال حرارت می شود هر چند که تا کسر حجمی 4 درصد کاهش ضریب انتقال حرارت ناچیز می باشد. به دلیل جریان ثانویه در کویل مارپیچ، مقدار عدد نوسلت در دیواره بیرونی خیلی بیشتر از جداره داخلی لوله است. با افزایش قطر لوله ضریب انتقال حرارت افزایش و با افزایش قطر کویل، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد. همچنین مشاهده شده است که گام تاثیر چندانی بر ضریب انتقال حرارت ندارد. افزایش ضریب انتقال حرارت در کویل مارپیچ نسبت به لوله مستقیم بررسی شده و نتایج نشان می دهند که در محدوده نسبت انحنای بررسی شده، ضریب انتقال حرارت تا50 درصد افزایش می یابد. همچنین نسبت ضریب انتقال حرارت در حالت دو فازی و تک فازی بررسی شده و نتایج نشان می دهند که اثر نسبت انحنا بر ضریب انتقال حرارت در حالت تک فاز و دو فاز اثر یکسانی دارد.

  واژه‌های کلیدی:کویل مارپیچ، جریان دو فازی، جریان ثانویه، افت فشار، انتقال حرارت