22908

ارزيابي جريان مايع - گاز در ورودي و خروجي حلزوني جداساز جريان محوري

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

1396

1399/08/28

دكتر محمد اخلاقي - دكتر نوروز محمد نوري

مكانيك

در بسياري از فرايندهاي صنعتي همراه شدن قطرات مايع و يا حبابهاي گاز همراه جريان اصلي، پيامدهايي مانند عدم استفاده از تمام ظرفيت مواد و خرابي زود رس تجهيزات را در پي خواهد داشت. به منظور رفع اين مشكلات، جدا كردن فاز ها از يكديگر امري مهم تلقي مي شود. با مقايسه انواع جداسازهاي مختلف و توضيح روند شكل گيري و تكامل هر كدام از آنها و بررسي نقاط ضعف و قوت آنها و با توجه به برتري جداساز هاي جريان محوري در بسياري از زمينه ها مسير مطالعاتي به سمت اين نوع از جداسازها كشيده شد. جريان هاي حباب دار در كاربردهاي مختلف صنعتي ظاهر مي شوند و شناخت پارامترهاي آنها يك موضوع مهم است. به طور خاص ، اندازه حباب پارامتر مهمي براي تعيين ناحيه سطحي فاز و انتقال جرم ، تكانه و گرما بين فازها است. در اين پژوهش، مطالعه بر روي اندازه حباب هاي توليد شده به وسيله يك نيدل كه در وسط يك لوله افقي قرار گرفته است انجام شده است. با استفاده از دوربين سرعت بالا حباب هاي توليد شده عكس برداري شده و پردازش تصاوير بر روي اين تصاوير به منظور بدست آوردن اندازه حباب ها انجام شد. جت هواي ورودي هوا در سيال پايه اي و متلاطم آب كه توجه كمتري به آن شده و داراي خلا تحقيقاتي در اين زمينه است مورد بررسي قرار گرفته است. قطر حباب ها بدست آمده از پردازش تصوير به منظور رسيدن به معادله اي براي توزيع اندازه قطر حباب ها بر اساس پارامترهاي بي بعد متغير جرياني مانند رينولدز و وبر انجام شده است. با بدست آوردن توزيع آماري داده هاي موجود، سعي بر ارائه مدلي با كمترين خطا و بيشترين همپوشاني با داده هاي تجربي شده است. مدل ارائه شده مي تواند به شناخت بيشتري نسبت به جريان حبابي ناپايدار و حباب هاي توليد شده براي دست يابي به راه حلي جهت توليد و كنترل اندازه حباب هاي موجود در جريان برساند.

1399/10/04

Evaluation of gas-liquid flow at the spiral inlet and outlet of the axial flow separator

11/19/2021 12:00:00 AM

Bubbly flows appear in many industrial applications and the measurement of the bubble’s size can play a crucial role in the determination of the interfacial region between phases and heat, mass, and momentum transfer between them. In this work, experimental results of the bubble’s diameter are provided in order to achieve a semi-empirical relation for the bubble size in a two-phase gas-liquid flow inside a horizontal pipe as a function of dimensionless numbers of Reynolds and Weber. In the experiments, the air velocities of 0.0224, 0.0408, and 0.0612 m/s and water velocities of 0.657, 0.877, and 1.096 m/s are considered for the under-observation bubbly flow. The length of the pipe is 6 m and its internal diameter is 44 mm. The air will be inserted into the pipe through a 0.5 mm large diameter needle. The instability of laminar type results in the construction of the bubbles. Then, a Nikon camera with the speed of 240 fps is employed to capture the figures that will be analyzed with the aid of an image processing procedure by reducing the background and noise of the pictures. Whenever the bubbles’ diameter is determined by the image processing, these values will be used in combination with regression technique in order to derive a semi-empirical relation for the approximation of the bubbles’ diameter in terms of Weber and Reynolds dimensionless numbers. According to the values attained for the weight coefficients, it is shown that the Saturn mean diameter (SMD) of the bubbles can be manipulated by changing the values of Va and Vw.