8223

8223

شناسايي توزيع ميكروحباب در جريان داخل لوله وارزيابي اثرات آن بر كاهش تلفات اصطكاكي

كارشناسي ارشد

مكانيك

1390

1390

دكتر نوروز محمد نوري

چكيده هدف كلي اين پايان نامه شناسايي توزيع ميكروحباب تزريق شده در جريان داخل لوله و ارزيابي اثرات آن بر كاهش تلفات اصطكاكي است. كاهش درگ اصطكاكي توسط ميكروحباب ها از جمله رو شهايي است كه امروزه به شدت مورد توجه قرار گرفته است و تحقيقات زيادي در اين زمينه و به منظور شناخت مكانيزم كاهش درگ و همچنين تاثير پارامترهاي مختلف روي ميزان كاهش درگ صورت گرفته است. دراينپايان نامه علاوه بر مطالعه تجربي كاهش درگ، شبيه سازي عددي تزريق مكروحباب در جريان توربولانس داخل لوله نيز مورد توجه قرار گرفته است. درمطالعه تجربي به كمك تجهيزات آزمايشگاهي و دوربين عكسبرداري، تصاوير جريان حاوي ميكروحباب تحت رينولدزهاي مختلف ثبت شده است، همچنين تحت رينولدزهاي مختلف به كمك سنسور فشار ميزان فشار دو سر لوله حاوي جريان (تك فاز و دوفاز) اندازه گيري شده است. به كمك روش دانه سنجي (روش پردازش تصوير بر اساس ريخت شناسي رياضي) و مشاهده ي كيفي، قطر و توزيع حباب ها استخراج شده است. ريخت شناسي رياضي ابزاري قدرتمند در پردازش تصاوير است كه در بسياري از زمين هها مانند شناسايي مواد و قطعات و تشخيص بيمار يها و شناسايي باف تها كاربرد دارد. از مزاياي اين روش قابليت استفاده براي شرايطي است كه تعداد حباب هاي موجود در يك تصوير زياد است و تصوير بعضي از حبا بها با حباب هاي ديگر همپوشاني دارد. براي مدلسازي عددي اثر ميكروحباب ها در جريان از روشي كه حاصل از تركيب مدل نيروي ناپايستار براي مدلسازي نيروي بازخورد حباب بر سيال، و روش توزيع تصادفي حباب به منظور تعيين مكان حباب ها در لايه مرزي توربولانس، استفاده شده است. از شبيه سازي گردابه هاي بزرگ و روش حجم محدود براي حل جريان توربولانس همراه با ميكروحباب داخل لوله استفاده شده است. نتايج براي كسر حجمي هاي مختلف ميكروحباب تزريقي با شرط ثابت ماندن قطر حباب بدست آمده است. نتايج نشان مي دهد هر چه كسر حجمي ميانگين افزايش پيدا كند مقدار كاهش درگ نيز افزايش مي يابد. همچنين با بررسي اثر نزديك شدن پيك توزيع حباب ها به ديواره با ثابت نگه داشتن ساير پارامتر ها، از جمله كسر حجمي ميانگين؛ مشاهده مي شود كه سطح كاهش درگ افزايش مي يابد. واژه هاي كليدي: ميكروحباب، كاهش درگ، پردازش تصوير، مدلسازي عددي، مطالعه تجربي، جريان داخل لوله