ما ىام علمی پژي شی مهندسی مکانیک مدرس. mme.modares.ac.ir

Transcript

1 مجل م ىذسی مکاویک مذرس تیر 6931 دير 61 شمار 4 صص ما ىام علمی پژي شی مهندسی مکانیک مدرس mme.modares.ac.ir مصطفی زینالعابدینی 1 محمدرضا انصاری *2-1 زا كد ی زوتطی سؾی ىب یه زا ك ب تطثیت سضؼ ت طا -2 زا كیبض سؾی ىب یه زا ك ب تطثیت سضؼ ت طا *ت طا ن س ق پؿتی mra_1330@modares.ac.ir اطالعات مقاله چکیده هقال پض شی کاهل دریافت 17 : اسف ذ 1395 پذیزش 14 : فز ردیي 1396 ارائ در سایت 30 : اردیب شت 6096 رصین جزیاى اسالگ یکی اس پیچیذ تزیي رصین ای د فاسی است ک در فزآی ذ ای ص عتی ب اسای هحذ د سیعی اس جزیآى ا دیذ هیش د. البت و ار بیي تایج حاصل اس آسهایشات حل عذدی بز ر ی ایي رصین جزیاى اختالفات سیادی دیذ هیش د. پیز بزرسی پیشیي در رابط با تعییي ب تزیي هذل اغتشاشی بزای هذلساسی عذدی دقیقتز جزیاى اسالگ در ایي تحقیق سعی شذ است تا با ا جام یک حل عذدی د بعذی دقیق با استفاد اس زم افشار فل ئ ت هشخصات هختلف جزیاى اسالگ استخزاج گزدد. در ایي هذلساسی اس هذل جزیاى د فاسی حجن سیال هذل اغتشاشی RNG استفاد شذ تفا ت حل جزیاى اسالگ با هذل جزیا ى آرام هذل جزیاى هغش ش شاى داد شذ است. در ایي رابط یک کذ کاهپی تزی جذیذ شت شذ است تا بت ا ذ بذ ى افشایش سهاى حل پاراهتز ای ه ن جزیاى اسالگ ها ذ سزعت بذ اسالگ هایع سزعت فیلن جزیاى پیش ر ی اسالگ سزعت پیشا ی دم اسالگ ه قعیت هکا ی پیشا ی دم هزکش اسالگ ط ل اسالگ سزعت هخل ط د فاس را ب ص رت کاهال دقیق اس تایج حل زم افشار فل ئ ت استخزاج ک ذ. در اداه ارائ تایج حل ز کویت سعی شذ تا پس اس احزاس صحت تایج استخزاجی تایج بذست آهذ ه رد تحلیل بزرسی قزار گیزد. کلیذ اصگاى : اسالگ شبی ساسی هذل د فاسی حجن سیال احی اختالطی اغتشاشات Evaluation of the slug flow parameters in a horizontal two-dimensional duct * Mostafa Zeynalabedini, Mohammad Reza Ansari Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran *P.O.B , Tehran, Iran, mra_1330@modares.ac.ir ABSTRACT ARTICLE INFORMATION Slug flow is one the most complicated flow regimes in industrial processes that is seen for a wide range of fluid flow. However, there are always a lot of differences between experimental and numerical studies on slug flow. Followingthe previousattempt on the selection of the best turbulent model for numerical simulation, the slug flow is solved two-dimensionaly with implicit VOF method and k-ε RNG turbulent model using FLUENT solver to extract the slug flow parameters behavior accurately. The differences of numerical simulation of slug flow with and without turbulent model are also presented. To overcome this procedure, a new user defined function code is developed. This UDF computes and predicts slug parameters from FLUENT solver result without increasing the computational cost. The important slug parametrs are presented which are: liquid slug body velocity, liquid film velocity, slug front and tail velocity, slug center position and length, slug front and tail positions, pressure difference across slug, wall shear stress, slug mixture velocity, slug initiation time and position from the duct inlet. These parameters are discussed in detail, then validated. Original Research Paper Received 05 February 2017 Accepted 03 April 2017 Available Online 23 April مقذمه خطیب اؾالي اظ تطی خطیآ بی ایدبزقس ث ؾجت بپبیساضی بی یسض زی ب یىی زض ذط ط ا تمب خطیآ بی ز فبظی اؾت. ای خطیب ث ن ضت ؿتطز زض ذط ط ا تمب فت بظ ؾیؿت بی ا تمب آة یط ب بی حطاضتی ؿت ای زیس یق ز. ضغی اؾالي زض ت ب حس ز بی قیت وب ب ث اظای حس ز ؾیؼی اظ زثی خطیب ط یه اظ فبظ ب كب س یق ز. ل ع ای ضغی ؾجت ایدبز اضتؼبـ بپبیساضی اػ ب ثبض زی ب یىی تغیط ث خساض وب ب بی ا تمب قس ؾجت تكسیس فطآی س ذ ضز ی ؾبیف یق ز. ث بثطای طب ؼ تح ی اثطات ای خطیب خ ت مبث ثب ػ اضو آ اظ ا یت یػ ایی ثطذ ضزاض اؾت. برای ارجاع به این مقاله از عبارت ذیل استفاده نمایید : Keywords: Slug Simulation VOF mixing zone Turbulence ای ضغی خطیب زض اثط ایدبز یه اغتكبـ و چه تهبزفی ثب ط ج و تب ث خ ز یآیس. ای اغتكبـ یت ا س ضقس و س ت ب اضتفبع وب ب ضا پ ثع س. زض ای حب ت اؾالي ثب ط ج ث س تكىی یق ز ].[1 ضغی اؾالي اض ثب یه بحی اذتالطی قسیس زض اثتسای ذ ز طا اؾت. زض بحی اذتالطی پیكب ی اؾالي ثب ؾطػت ثبال ث ؾ ت فی بیغ حطوت وطز ثب قتبة زاز ث آ آ ضا ثب ذ ز طا یو س. ای فطآی س ؾجت ایدبز یه طزاث زض ض زی اؾالي یق ز. ث ای بحی بحی اذتالطی یب اظایی ی ی س. زض بحی اذتالطی ؾب بت قسیس ب تمبض ی زض پبضا تط بی یسا خطیب ب س فكبض ت ف ثطقی خ ز زاضز ].[2 ث ن ضت و ی خطیب اؾالي ظ ب ی اتفبق یافتس و یط ی بقی اظ تغییطات Please cite this article using: M. Zeynalabedini, M. R. Ansari, Evaluation of the slug flow parameters in a horizontal two-dimensional duct, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 4, pp , 2017 (in ) Persian بررسی مشخصبت جریبن اسالگ در یک کبنبل افقی به صورت دوبعذی

2 -2 مشخصبت هنذسی و عذدی مسئله 1 Momentum change ANSYS CFX Eulerian-Eulerian 4 Shear Stress Transport k-ω 5 Open foam 6 Realizable Large Eddy Interface Simulation ) Volume Of Fluid (VOF ANSYS FLUENT ت ؾیب 1 ثت ا س ثط د ع یط بی بقی اظ ظ عخت اغتكبقبت فكبض خ ز ثط ض ی ؾیب غ ج و س. [3] ثب طب ؼ تدطثی خطیب اؾالي زض وب ب ؿتطی ی ث ط 8 تط ؾطح مطغ 3 10 cm2 ظ ب ىب آغبظ اؾالي ضا ث زؾت آ ضز. ا چ ی ثب اؾتفبز اظ ط افعاض ا ؿیؽ ؾیافایىؽ 2 خطیب اؾالي ضا ث و ه س ز فبظی ا طی - ا طی 3 س اغتكبقی ز ؼبز ای k-ω ث طا ض اثط یطاو س اغتكبقبت زض ؾطح كتطن ث ن ضت ػسزی قجی ؾبظی وطز. س اغتكبقی ضز اؾتفبز ا تطبثك ذ ثی ثب خطیب اؾالي ساقت. تبیح وبض ایكب كب یز س و حس ز 1 تط ثی ىب ل ع اؾالي زض آظ بیف قجی ؾبظی ػسزی اذتالف خ ز زاضز. ی ىبضا ] [4 یع ضغی اؾالي ضا زض وب ب ی ثب ب اثؼبز وب ب آظ بیف ث ن ضت تدطثی ػسزی ثب اؾتفبز اظ ط افعاض ا ؿیؽ ؾیافایىؽ ثطضؾی وطز س. ا جت ط وب ب ضز ثطضؾی زض ح ػسزی آ ب 4 تط ث ز. ا ب ثطای س ؾبظی اغتكبقبت خطیب اظ س اغتكبقی SST k- ω4 اؾتفبز ز س. میبؼ ط ی قجى حبؾجبتی ضز اؾتفبز آ ب زض حس ز 4mm ث ز اؾت و ای مساض یع ثطای اؾتفبز اظ س اغتكبقی SST k-ω زض عزیىی زی اض ػسز ثؿیبض ثعض ی اؾت. زض حمیمت آ ب ت ب اظ س k-ε خ ز زض س SST k-ω اؾتفبز وطز ا س. آ ب ػال ثط تطبثك ویفی پط فی اؾالي زض ح ػسزی تبیح آظ بیك ب ی فكبض ط اؾالي ضا یع نحتؾ دی ز س و كب اظ لبث لج ث ز تبیح وبض آ ب زاقت. ا هبضی ىبضا ف ] [5 خطیب اؾالي زض یه وب ب افمی ثب ؾطح مطغ ؿتطی ی ضا ثب اؾتفبز اظ ض ـ حد ؾیب ث طا س اغتكبقی SST k-ω ث ن ضت ز ثؼسی زض ط افعاض اپ ف 5 قجی ؾبظی وطز س. اثؼبز وب ب ضز طب ؼ آ ب ثب اثؼبز وب ب ثطضؾی حبضط تطبثك زاضز. ا ب ؾطػت بی ض زی آ ب ثطای فبظ آة 0.5 ثطای فبظ ا 5m/s یثبقس. تبیح وبض آ ب ثب تبیح آظ بیك ب ی تطبثك زاقت ط اؾالي ضا ث زضؾتی تر ی یظز ی زض حبؾج ىب اؾالي 22% ذطب زاقت. ازیجی ا هبضی ] [6 ث طب ؼ آظ بیك ب ی خطیب اؾالي زض وب ب ی ث اثؼبز ؾب تی تط پطزاذت س. زض وبض آ ب ؾطػت بی ظب طی فبظ آة ا ث تطتیت 0.5m/s ؾطػت ظب طی فبظ ا 6 m/s وؿط ت ی ط ز فبظ زض ض ز ث وب ب 0.5 ث ز اؾت. زض آظ بیف آ ب خطیب اؾالي ثب كرهبت شوط قس زض فبن 2m اظ ض زی وب ب زض ظ ب 0.4s تب 1s (فبن ظ ب ی ثی تكىی ز اؾالي ت ا ی) اتفبق افتبز. ضض ی ی ] [7 یع ث ن ضت ػسزی ث ثطضؾی اؾالي زض وب ب افمی 6 ث ن ضت ز ثؼسی پطزاذت س. آ ب زض س ؾبظی ذ ز اظ س k-ε تحمكپصیط اؾتفبز وطز س تبیح وبض ذ ز ضا ثب تبیح تدطثی ػسزی [3] طبثمت زاز س. تبیح آ ب ثب تبیح ثطضؾی تطبثك ذ ثی زاقت. ا جت ت ب تفب ت ای ز ثطضؾی یع اؾتفبز اظ س اغتكبقی k-ε تحمكپصیط ث ز. بیسا ىبضا ف ] [8 ث ن ضت تدطثی ت ظیغ آ بضی ؾطػت ت ؾط وؿط ت ی ط اؾالي ضا زض بی ثب قیت لطط رت ف ؾیبالت ثب كرهبت فیعیىی تفب ت ث زؾت آ ضز س. آ ب ث ای تید ضؾیس س و زض بی و تب یب ؾطػت بظ بی ض زی ثبال اؾالي زض حب ت ؾؼ زض وب ب تكىی ی طزز. زض ظ ب حطوت ای اؾالي زض ط وب ب حجبة بی و تطی ث زاذ ای اؾالي ف ش یو س. آ ب تید طفت س و ط اؾالي ثب افعایف ؾطػت فبظ بظ وب ف ؾطػت فبظ بیغ افعایف ییبثس. چ ی تبثیط لطط ثط یعا وؿط ت ی زض اؾالي و اؾت. ث ػال یعا اظایی زض اؾالي ثب فبظ بیغ ض غ ثیكتط اظ آة اؾت. ث یعی ػیؿی ] [9 یه س ز ؾیب ی یه ثؼسی زی ب یىی ثطای قط ع ت ؾؼ اؾالي افمی ثب زض ظط طفت ف ش شضات حجبة ت ظیغ ؾطػت ثبثت حجبة ب ثس حبظ ز یط ی ث یب ؿی اضائ وطز س. س آ ب قب ؼبزالت ز ؾیب ی ثطای فبظ ا فبظ ر ط آة حجبة بی ف ش وطز ث زاذ اؾالي یه ؼبز پی ؾت ی ثطای شضات حجبة ث ز. آ ب فطو وطز س ت ظیغ حجبة ب زض اؾالي یى اذت ؾطػت آ ب ثبثت اؾت. آ ب اظ تط تجسی خط ثطای ثیب یعا ف ش شضات حجبة زض ؼبزالت اؾتفبز وطز س. تبیح آ ب زض ضاثط ثب پیفثی ی ؿجت حد بیغ ث بظ زض ؾت اؾالي زلت ثبالتطی ؿجت ث ؾبیط وبض بی ا دب قس پیكی زاقت. آ سض ؾی ىبضا ف ] [10 ثب ثطضؾی اؾالي پبضا تط بیی ث ت ظیغ وؿط ت ی زض مبطغ ػطضی خطیب اؾالي ا ساظ شضات حجبة زاذ اؾالي یعا ا ظایی زض زاذ فی ظیط خطیب اؾالي ط فطوب ؽ اؾالي چ ی ط بحی اذتالطی اظایی زض خ ی اؾالي ضا ث و ه ض ـ بی آظ بیك ب ی ث زؾت آ ضز س زض بیت ثطاؾبؼ تبیح آظ بیك ب ی ذ ز تح ی اؾتبتیىی اؾالي یه س یه ثؼسی ثطای اؾالي اضائ ز س. آ ب پ ؽ اظ ا دب آظ بیكبت ذ ز ث ای تید ضؾیس س و ط اؾالي ؿتم اظ طخ خطیب ب ث ز زض حس ز 15 ا ی 22 ثطاثط لطط یثبقس. الذب ] [11 ثب اؾتفبز اظ زیس ب LEIS7 ض ـ حد ؾیب 8 ث ثطضؾی خطیآ بی رت ف ز فبظی و زاضای ؾطح كتطن اغتكبقی اؾت اظ خ خطیب اؾالي پطزاذت. ا ثطای نحتؾ دی ح ت ب ؾطػت ا ت بی اؾالي ضا ثب تبیح آظ بیك ب ی ذ ز طبثمت زاز و آ تطبثك ؿجی اظ ذ ز كب یزاز. تبو طب ؼبت ثؿیبضی زض ظ ی بی تدطثی ؾی بتیىی س ؾبظی بی زی ب یىی خطیب اؾالي ا دب قس اؾت ی چ ب خ ج بی ثؿیبضی اظ ای پسیس بق بذت ثبلی اؾت. زض ای مب ؾؼی ثط آ اؾت تب ثب اؾتفبز اظ س خطیب ز فبظی حد ؾیب س اغتكبقی RNG ب یت خطیب اؾالي ث ط ض خب غ ثطضؾی ق ز. ػال ثط اؾتفبز اظ یه س اغتكبقی وب ال ؾبظ بض ثب خطیب اؾالي زض ای مب یه وس حبؾجبتی یع ثطای اؾترطاج زلیك پبضا تط بی خطیب اؾالي اظ تبیح قجی ؾبظی ػسزی ط افعاض ف ئ ت 9 قت قس اؾت تب ثت ا س ثس افعایف ظ ب حبؾجبت تبیح ویفی خطیب اؾالي ضا ث تبیح و ی لبث اضظیبثی تجسی بیس. پبضا تط بی خطیب اؾالي و زض ای مب ضز اضظیبثی لطاض طفت ا س ؾطػت ثس اؾالي بیغ ؾطػت فی خطیب پیفض ی اؾالي ؾطػت پیكب ی ز اؾالي لؼیت ىب ی پیكب ی ز طوع اؾالي ط اؾالي اذتالف فكبض ز ؾط اؾالي ت ف ثطقی زی اض ؾطػت ر ط ز فبظ یثبق س. زض ا ت ب ؾؼی قس اؾت و تبیح ای پبضا تط ب ضز تح ی اضظیبثی لطاض یطز طب ت آ ب ثیب ق ز.

3 -2-2 شرايط مرزي زض ض زی یسا ح اظ قطط ؾطػت ض زی ثبثت ثطای ط ز فبظ اؾتفبز یق ز. ذط خی ای وب ب ث یه رع تر ی یق ز و زض فكبض ات ؿفط اؾت ث بثطای ی ت ا اظ قطط طظی فكبض ذط خی ثبثت زض طظ ا ت بیی اؾتفبز وطز. قطط اػ ب قس ثط زی اض ب یع قطط ػس غعـ اؾت اظ تبثغ زی اض اؾتب ساضز ثطای ح خطیب زض احی عزیه زی اض اؾتفبز یق ز. ثب ت خ ث ؾطػت ط یه اظ ز فبظ كرهبت سؾی وب ب ضز ظط خطیب ط ز فبظ غك ـ اؾت. قست اغتكبقبت زض ض زی 4% زض ظط طفت یق ز ].[12 زض "قى "1 ق بتیىی اظ ؿئ ضز ظط كب زاز قس اؾت مشخصات حلگر ا ضیت ضز اؾتفبز ثطای ح ؼبزالت ؿؿت قس پی ؾت ی خط 1 ت : ؾی پ س ز فبظی ضز اؾتفبز : حد ؾیب 2 ض ـ ؿؿت ؾبظی ظ ب ی : ض ی 3 ؿؿت ؾبظی و پ ی ؼبز ت فكبض : اؾت طز ف ان ظ ب ی : ث ن ضت تغیط (تطجیكپصیط )4 ث ح ی و اض ػسز و ضا ت زض ت ب خطیب و تط اظ 0.25 ثبقس. 5 ض ـ ؿؿت ؾبظی ت : زضخ ز پیفض 6 ض ـ ؿؿت ؾبظی وؿط حد ی : ثبظؾبظی سؾی ف ان ظ ب ی زض ای ؿئ ث ن ضت تغییط ثی مبزیط 10-6 تب 10-3 ا تربة قس اؾت. ست ظ ب ح ؿئ ثطای 2 ثب ی ثب پطزاظـ اظی ثط ضایب 8 ؿت ایی ث ؾطػت 3GHz ث ست ظ ب 8 ؾبػت اؾت. -3 معبدالت جریبن -1-3 معادالت مذل جريان دو فازي حجم سيال ؼبزالت ضز اؾتفبز ثطای س ؾبظی ز ثؼسی خطیب اؾالي ز ب ثب س حد ؾیب ث ن ضت ض اثط ( )3-1 ثیب ی ق ز ].[13 ( )1-4-2 تعيين ابعاد شبكه محاسباتي اؾترطاج ح ؿتم اظ قجى زض پسیس اؾالي فطآی س ثؿیبض زق اضی اؾت. 4m Outlet Separating surface Air inlet Water inlet Fig. 1 channel schematic for slug modeling شكل 1 ق بتیه وب ب ضز ظط ثطای ت یس خطیب اؾالي 1 Semi Implicit Method for Pressure Linked Equations Implicit Pressure Staggered Option 4 Adaptive 5 Second order upwind 6 GeoConstruct 2 3 Fig. 2 Slug mixture velocity comparison at different mesh with 20, 40, 80 and 160 cells in channel height direction شكل 2 مبیؿ ؾطػت ر ط اؾالي زض قجى بیی ثب تؼساز ؾ زض ضاؾتبی اضتفبع وب ب مشخصات هنذسي و فيسيكي اثؼبز وب ب mm : فبظ ب : آة ا ( ط ز تطاو بپصیط) وؿط حد ی ط یه اظ ز فبظ زض ض زی 0.5 اؾت. ا اظ ی ثبالیی وب ب آة اظ ی پبیی ی وب ب اضز یق ز. ؾطػت ظب طی آة ا : ث تطتیت 6.5m/s 0.5m/s صا اؾتمال ح اظ قجى زض ط ز خ ت رتهبتی ث ن ضت خسا ب ثطضؾی یق ز. ثطای تؼیی اؾتمال ح اظ قجى ؿجت ث تؼساز ؾ بی زض ضاؾتبی اضتفبع وب ب 4 قجى حبؾجبتی ثب تؼساز ؾ ث ح ی ؾبذت قس و تؼساز تمؿی بت آ ب زض ضاؾتبی ط 4 تطی وب ب 800 تؼساز تمؿی بت آ ب زض ضاؾتبی اضتفبع 10 ؾب تی تطی وب ب ث تطتیت ثبقس. ث بثطای ط ؾ ب زض قجى ب زض ضاؾتبی ط وب ب 5mm اضتفبع ؾ ب زض قجى بی رت ف ث تطتیت 0.625mm یثبقس. زض "قى "2 ؾطػت ر ط اؾالي زض ط 4 قجى ثب یىسی ط مبیؿ قس اؾت. ب ط ض و كب س یق ز قجى ای و تؼساز تمؿی بت آ زض ضاؾتبی اضتفبع 80 اضتفبع ؾ بی آ 1.25mm اؾت تبیح ؿتم ی اضائ یو س. زض طح ثؼس اؾتمال ح ؿجت ث تؼساز ؾ ب زض ضاؾتبی ط وب ب ثطضؾی طزیس. زض ای ضاثط اظ 4 قجى حبؾجبتی ثب تؼساز ؾ اؾتفبز قس. زض ای قجى ب اضتفبع ؾ ب مساض ثبثت 80( 1.25mm ؾ زض ضاؾتبی اضتفبع وب ب ) ط ؾ ب زض ضاؾتبی ط وب ب ث تطتیت ( 2.5mm تؼساز تمؿی بت زض ضاؾتبی ط وب ب ث تطتیت یثبقس) یثبقس. زض "قى "3 ؾطػت ر ط اؾالي زض ط 4 قجى ثب یىسی ط مبیؿ قس اؾت. تبیح ای ثطضؾی یع كب یز س و قجى ای ثب ؾ بی ث ط 5mm تبیح ؿتم ی اضائ یو س. ث بثطای قجى ای و زض آ فبن ط ی ؾ ب 5mm فبن ػطضی آ ب اظ یىسی ط 1.25mm اؾت ح ی ؿتم اظ قجى ضا ایدبز ذ ا س وطز. تبیح ث زؾت آ س ثطای اثؼبز قجى بؾت خ ت اؾترطاج تبیح ح خطیب اؾالي ث ن ضت ؿتم اظ قجى ثب اثؼبز ث زؾت آ س زض وبض ا هبضی ىبضا ف ] [5 یع تطبثك زاضز.

4 اؾت ].[13 [ ] ( )6 Fig. 3 Slug mixture velocity comparison at different mesh with 200, 400, 800 and 1600 cells in channel length direction شكل 3 مبیؿ ؾطػت ر ط اؾالي زض قجى بیی ثب تؼساز * زض ض اثط ای س εα αk ؼى ؼ اػساز پطا ت ؤثط ثطای ε k ؿت س. زض خطیب بی ثب ػسز ضی سظ ثبال ب س خطیب اؾالي و زض آ ؿجت ) ط عخت ى ی ث عخت طزاث ای ثؿیبض و اؾت ( ز مساض εα αk ثب ثطاثط یق س. عیت س RNG ؿجت ث ؾبیط س بی ذب از ذ ز خ ز یه تط اضبفی زض ؼبز ا تمب ε اؾت و ث ن ضت ضاثط )8( حبؾج یق ز ؾ زض ضاؾتبی ط وب ب,, ( )8 ( )3 ض اثط ثبال ث تطتیت ل ا ی پی ؾت ی خط ت ؼبز ا تمب ؾطح كتطن ی ثبق س. زض ای س ذ ال فیعیىی ث ن ضت تطویجی ذطی اظ ذ ال فیعیىی ط ز فبظ ث ؿجت وؿط ت ی آ ب زض ط ؾ ث زؾت یآیس. ذ ال فیعیىی تطویجی اظ ض اثط ( )5,4 حبؾج یق س ].[13 ( )4 ( )5 ای پبضا تط زض خبیی و خطیب تحت وط ف و یب الی لطاض زاضز ( )η<η0 تغییطات چ سا ی ثی س RNG ؾبیط س ب ایدبز یو س ی زض احی و خطیب ث قست تحت وط ف لطاض زاضز ( )η0<η ثب حبؾج مبزیط و تطی ثطای تط ت فبت زض ؼبز ا تمب ε ؾجت افعایف ε وب ف k ث تجغ آ وب ف عخت ؤثط یق ز. ای ض ع ؾجت افعایف زلت س RNG ؿجت ث ؾبیط س بی یق ز. ای س ثطای قطایطی و خطیب ث قست تحت وط ف (وكیس ی) لطاض زاضز یب ا ح بی ذط ط خطیب قسیس اؾت ب س خطیب اؾالي و زض آ خطیب زض ؾطح كتطن تحت وط ف ظیبز لطاض زاضز تبیح ث تطی ؿجت ث ؾبیط س بی اضائ یو س مذلسازي اغتشاشات جريان -4-3 کذ کامپيوتري براي تعيين مشخصات اسالگ خطیب اؾالي زض اثط ضقس یه بپبیساضی و چه (اغتكبـ) ایدبز یق ز ثطای س ؾبظی زلیك خطیب اؾالي ثبیس اظ یه س اغتكبقی زض و بض س بی ز فبظی اؾتفبز وطز. زض س ؾبظی خطیآ بی اغتكبقی ث خبی عخت ى ی زض ؼبز ت ؾیب اظ عخت ؤثط و حبن خ غ عخت ى ی عخت اغتكبقی اؾت اؾتفبز یق ز. ای ض ع ثبػث ایدبز تغییطات زض یط بی خ ز زض ؾ ت ضاؾت ؼبز ت قس یت ا س قط ع خطیب اؾالي ضا تحت تبثیط لطاض ز س. ا تربة س اغتكبقی بؾت زض ای خطیب یت ا س تأثیط ث ؾعایی ثط زلت تبیح ح زاقت ثبقس. ثب ت خ ث تبیح ثطضؾی ا دب قس ت ؾط ا هبضی ظی ا ؼبثسی ی ] [14 س k-ε RNG ث ػ ا ث تطی س ثطای س ؾبظی خطیب اؾالي ا تربة قس اؾت. ؾطػت ثس اؾالي بیغ ؾطػت فی خطیب پیفض ی اؾالي ؾطػت پیكب ی ز اؾالي لؼیت ىب ی ط اؾالي اظ خ پبضا تط بی خطیب اؾالي ؿت س و ث ت بیی یت ا آ ب ضا اظ تبیح حبن اظ ح ػسزی اؾترطاج ز. ثطای تؼیی ای پبضا تط ب تطؾی آ ب زض احس ظ ب یب ط وب ب یه وس وب پی تطی خسا ب قت قس. ای وس یت ا س ثب ط افعاض ف ئ ت و پ قس ثس ای ى ظ ب حبؾجبت ضا افعایف ز س ثب زاز بی ذط خی ط افعاض ث ػ ا ض زی وبض وطز تبیح ضز ظط ضا زض غب ت پبضا تط بی اؾالي (و لجال ث آ ب اقبض قس) زض اذتیبض لطاض ز س. اظ آ خبیی و ای ثط ب یثبیس زض ط فبن ظ ب ی 1 ح ق ز صا ثبیس ث ح ی ث ی طزز و حسال ظ ب الظ ثطای اخطای آ یبظ ثبقس. ف و ی و ای ثط ب ثط پبی آ قت قس اؾت ای اؾت و زض ت ب ؾطح مطغ بی خ ز (ث تؼساز ؾ بی خ ز زض ط وب ب ) یعا وؿط حد ی ت ؾط فبظ پی ؾت ضا حبؾج یو س ط ودب و ای وؿط ت ی اظ مساض كرهی (ث ػ ا ثب )0.95 ثیكتط قس آ دب ضا ث ػ ا لؿ تی اظ ؾت اؾالي كرم یو س. ث بثطای وؿط حد ی فبظ ا ی ( آة) زض ت ب ؾ بیی و زض یه ؾطح مطغ لطاض زاض س (زاضای رته x یىؿب ؿت س) ثب یىسی ط خ غ قس ث تؼساز آ ب تمؿی ی ق ز. حب ط ؾطح مطؼی و زض آ ت ؾط وؿط حد ی فبظ ا ی ثبالتط اظ 0.95 ثبقس ث ػ ا ثس اؾالي بیغ ا تربة ی طزز. ثب ای وبض یت ا ( )2-3-3 مذل RNG k-ε زض ای س یسا ؾطػت ثب اؾتفبز اظ تجسی ف ضی ظ ب ی ثب تىطاض بی ت ا ی ث ای تدعی یق ز و میبؼ بی و چه ی پطؾطػت حصف قس ضطایت الظ زض ؼبزالت ا تمب ثب اؾتفبز اظ یػ ی بی طزاث بی ثعضي حبؾج ق س. ای س قب یه تط اضبفی زض ؼبز ا تمب ε اؾت تب زلت آ زض خطیآ بیی و ث قست تحت وط ف (وكیس ی) لطاض زاض س افعایف یبثس. ؼبزالت ا تمب تغیط بی اغتكبقی زض س RNG ث ن ضت ض اثط ( )7,6 Time step ( )7 +

5 -4 نتبیج ثطای تؼیی كرهبت خطیب اؾالي ای ضغی خطیب ثب س خطیب ز فبظی حد ؾیب س اغتكبقی k-ε RNG زض ط افعاض ف ئ ت ح تبیح آ ثب تبیح آظ بیك ب ی ؾبیط حممی ثط اؾالي مبیؿ قس. پط فی حبن اظ ح ػسزی خطیب اؾالي زض حب ت ز ثؼسی زض "قى "4 آ ضز قس اؾت. زض ح ػسزی حبضط اؾالي زض ىب 2.196m اظ اثتسای وب ب زض ظ ب 0.556s اتفبق ی افتس. ثطاؾبؼ تبیح آظ بیك ب ی یع خطیب اؾالي ثب كرهبت یبزقس زض فبن حس ز 2 تط اظ اثتسای وب ب اتفبق یافتس ].[6 زض "قى "5 ث تطتیت تبیح حبن اظ ح ػسزی ا هبضی ىبضا ف تبیح آظ بیك ب ی ازیجی ا هبضی تبیح آظ بیك ب ی ثط خطیب اؾالي Fig. 4 slug modeling at 12 m/s velocity difference شكل 4 قجی ؾبظی ل ع پسیس اؾالي زض اذتالف ؾطػت 12m/s ] Fig. 5 a) Ansari et al. numerical result, b) Adibi and Ansari experimental result and c) Hohne experimental result on slug initiation [3,5,6 شكل )a 5 تبیح ح ػسزی ا هبضی ىبضا ف )b ثطضؾی آظ بیك ب ی ازیجی ا هبضی )c تبیح آظ بیك ب ی ثط خطیب اؾالي ] [6,5,3 050 حس ز ای اظ وب ب و ت ؾط بیغ پ ظز قس اؾت یب ب حس ز اؾالي ضا ق بؾبیی ز. اظ زی ط عایبی ای ثط ب ای اؾت و زض ا ی طح ای و اضتفبع وب ب پ ظز یق ز یه زاز شذیط یو س. ث بثطای ی ت ا ظ ب ىب اؾالي ضا ث زضؾتی ثب زلت ثؿیبض ثبال اظ ح ػسزی اؾترطاج ز. الظ ث شوط اؾت و زض ت ب ی ثطضؾی بی ا دب قس پیكی ظ ب ىب ل ع اؾالي اظ ض ی تهب یط حبن اظ ح ػسزی ث ن ضت چك ی ت ؾط حممی اؾترطاج یقس اؾت. صا ض ـ ضز اؾتفبز زض ای مب ثبػث افعایف زلت زض عاضـ كرهبت خطیب اؾالي ی طزز. اظ ططف زی ط یت ا ثطاؾبؼ ؾطػت وؿط ت ی ط ؾ الغ زض ای حس ز یه ت ؾط ظ ی ث زؾت آ ضز. ثسی تطتیت ؾطػت ت ؾط فبظ بیغ زض لؿ تی اظ خطیب و زض آ ثیف اظ 95 زضنس اضتفبع وب ب ثب فبظ بیغ پط قس اؾت ث زؾت یآیس یت ا اظ ای مساض ث ػ ا ؼیبضی ثطای ؾطػت ثس اؾالي بیغ اؾتفبز ز.

6 Fig. 6 a) Laminar and b) turbulent modeling of slug شكل 6 تبیح ح خطیب اؾالي ثب س )a آضا )b خطیب غك ـ 054 Fig. 7 Slug front and tail velocity شكل 7 ؾطػت پیكب ی ز اؾالي Fig. 8 Slug front and tail velocity distribution شكل 8 ت ظیغ ؾطػت زض پیكب ی ز اؾالي ی طزز. اظ ططفی ؾطػت ض ز بیغ ث زض ثس اؾالي بیغ ث ح ی اؾت و یب ی ؾطػت پیكب ی ز اؾالي اض ثب یىسی ط ثطاثط ثبقس. ای حطوت اض ثب ایدبز یه طزاث زض ض زی اؾالي طا ث ز ثبػث ف ش شضات حجبة ث زاذ ثس اؾالي بیغ ی طزز. ثطاؾبؼ تبیح وبض ث سیىؿ ؾبیط حممی یعا ؾطػت پیكب ی اؾالي ثب ؾطػت ر ط اؾالي زض ض زی ت بؾت ث ز اظ ضاثط (9) حبؾج یق ز ] :[15,11-8 ( )9 ) ) زض ضاثط )9( ضطیت C ثی مبزیط تغیط اؾت. ث بثطای طجك ضاثط )9( كرهبت ؿئ حبضط ؾطػت پیكب ی اؾالي زض حس ز 7.35 تب 8.4m/s ث زؾت یآیس. ت ؾط ؾطػت پیكب ی اؾالي زض ح حبضط طبثك "قى "7 مساض 7.8m/s ث زؾت یآیس. مبیؿ تبیح وبض حبضط ثب تبیح حبن اظ ضاثط )9( كب یز س و ؾطػت ثس اؾالي بیغ زض ای س ؾبظی ث زضؾتی حبؾج قس اؾت. Fig. 9 Slug front and tail mass balance شكل 9 ثبال ؽ خط ی ثی پیكب ی ز اؾالي آ ضز قس اؾت. زض تبیح یبز قس اؾالي زض ىب 2 تطی اظ ض زی وب ب اتفبق افتبز اؾت ]. [5,3 ثب ت خ ث ىب ل ع اؾالي زض تبیح آظ بیك ب ی مبیؿ ویفی پط فی خطیب اؾالي زض ح حبضط ثب تبیح آظ بیك ب ی ػسزی پیكی یت ا نحت تبیح ح ػسزی حبضط ضا اػال ز. زض "قى "6 خ ت تؼیی تبثیط اؾتفبز اظ س اغتكبقی زض ح خطیب اؾالي وب ت ض خطیب اؾالي ثب ط ز س خطیب آضا غك ـ زض ظ ب ل ع خطیب اؾالي آ ضز قس اؾت. ب ط ض و لجال یع ث آ اقبض قس زض ن ضتی و اظ س اغتكبقی اؾتفبز ك ز یط بی حبؾج قس زض ؾ ت ضاؾت ؼبز ت و تط ذ ا س قس. زض ای ن ضت یط بی بقی اظ تغییطات ت ث ضاحتی ی ت ا س ثط یط بی ؾ ت ضاؾت ؼبز ت غ ج و س اؾالي زض ظ ب ىب ظ زتطی اتفبق ذ ا س افتبز. ا ب زض حب ت اؾتفبز اظ س بی اغتكبقی اؾالي زیطتط اتفبق یافتس. ظیطا یط بی ؾ ت ضاؾت ؼبز ت افعایف یبفت غ ج ثط آ ب یبظ ث ظ ب ثیكتط یب یط ی ثیكتطی زاضز. ثطاؾبؼ طب ت اضائ قس زض تبضیرچ ثحث خطیب اؾالي ثب ل ع پیكط ی خطیب اؾالي ط آ ضفت ضفت افعایف ییبثس. زض "قى "7 ؾطػت پیكب ی ز اؾالي كب زاز قس اؾت. ب ط ض و كب س یق ز یب ی ؾطػت زض پیكب ی ز اؾالي ثب یىسی ط ثطاثط اؾت. زض ای ن ضت ای ؾ ا ایدبز یق ز و ط اؾالي چ افعایف ییبثس آیب ثبیس ؾطػت پیكب ی اؾالي اظ ز اؾالي ثیكتط ثبقس یب ثطػىؽ ا ط ؾطػت پیكب ی اؾالي اظ ؾطػت ز اؾالي ثیكتط ثبقس پی ؾت ی اؾالي اظ ثی ضفت اؾالي اظ یپبقس. ا ط ؾطػت ز اؾالي یع اظ ؾطػت پیكب ی آ ثیكتط ثبقس ز اؾالي اظ پیكب ی ػج ض وطز اؾالي اظ ثی یض ز. پبؾد ای ؾ ا ای اؾت و ؾطػت فبظ بیغ زض بطك رت ف پیكب ی اؾالي ثب ؾطػت فبظ بیغ زض ز اؾالي ثب یىسی ط تفب ت ث ز ت ب ثس اؾالي بیغ ثب یه ؾطػت حطوت یو س. ی ا ط ز ی افعایف ط اؾالي اؾت. ا جت ىت خب ت ای اؾت و ای اذتالف ؾطػت اض ث ح ی ذ ا س ث ز و ؾطػت ت ؾط ثس اؾالي بیغ ثبثت ی ب س یب ی ؾطػت زض پیكب ی ز اؾالي یع ثب یىسی ط ثطاثط اؾت. ت ظیغ ؾطػت زض پیكب ی ز اؾالي زض "قى "8 كب زاز قس اؾت. ب ط ض و كرم اؾت ت ظیغ ؾطػت زض پیكب ی اؾالي ثطذالف ت ظیغ ؾطػت زض ز اؾالي ث قست ب تمبض یثبقس. ا ط طبثك "قى "9 یه حد و تط ثط ض ی ؾت بیغ اؾالي ثی ذط ط 4 2 ایدبز طزز زض لؿ ت ف لب ی پیكب ی اؾالي اض مساضی فبظ بیغ ثب ؾطػتی ثبالتط اظ ؾطػت ز اؾالي ث ؾ ت خ پطتبة یق ز. ی زض ز اؾالي فبظ بیغ ثب ؾطػت و تطی ث ؾ ت خ حطوت یو س. قطط لب ثمبی خط یىپبضچ ی اؾالي ایدبة یو س و اض زض ظ ب خطیب زاقت اؾالي مساضی بیغ اظ فی بیغ پیفض ی اؾالي ث ؾ ت زاذ ثس اؾالي بیغ حطوت و س. ی ا ط ثبػث افعایف ط اؾالي

7 شكل 11 لؼیت ىب ی پیكب ی ز طوع خط Fig. 10 slug liquid body velocity, film velocity and mixture velocity شكل 10 ؾطػت ثس اؾالي بیغ فی بیغ پیفض ی اؾالي ر ط ط ز فبظ شكل 12 ط اؾالي Fig. 11 Slug front, tail and center of gravity position Fig. 12 Slug length 055 زض "قى "10 ؾطػت ثس اؾالي بیغ زض ب ل ع خطیب اؾالي ؾطػت فی بیغ پیفض ی اؾالي كب زاز قس اؾت. ثطای ضؾ ای ز زاض اظ وس وب پی تطی شوط قس زض ثرف 3-3 اؾتفبز قس اؾت. ب ط ض و اظ ای قى كرم اؾت ؾطػت خطیب اؾالي پؽ اظ ل ع اؾالي زض یه مساض كرم ثبثت ذ ا س قس. ای ؾطػت تبثؼی اظ ؾطػت وؿط حد ی فبظ ب زض ض زی یثبقس. ثب پیكط ی اؾالي ضفت ضفت مساضی اظ فی بیغ اضز اؾالي قس اظ ططفی مساضی اظ آ یع اظ ا ت بی وب ب ذبضج ی طزز. صا خط بیغ خ ز زض پیفض ی اؾالي و ث آ فی بیغ ی ی س و یق ز. ث بثطای ؾطػت ای مساض اظ بیغ ضاحتتط افعایف ییبثس ثب یط یی و اظ ؾ ت اؾالي ث آ اضز ی طزز قتبة ی یطز. لج اظ ل ع خطیب اؾالي ثب حطوت ا ثب ؾطػت ظیبز ثط ض ی خطیب آة ا اخی ثط ض ی ؾطح آة ایدبز ی طزز. ای ا اج ضفت ضفت ضقس وطز ػطو وب ب ضا ؿس ز یو س. زض ای حب ت اؾالي اتفبق افتبز اؾت. ثؼس اظ ای و ػطو وب ب ؿس ز قس مساضی اظ آة و ای ا ؿساز ضا ث خ ز آ ضز ث ؾ ت خ حطوت وطز ث تسضیح مساض آ ثیكتط یق ز. ا ب زض ذال ای حطوت اض ج بی تكىی قس ثط ض ی ؾطح آة اظ لج اظ ل ع اؾالي یع زض حب حطوت ث ؾ ت ا ت بی وب ب یثبق س ثب پیكط ی اؾالي ث تسضیح مساضی اظ آ ب اضز اؾالي قس یب مساضی اظ آ ب لج اظ ای و اؾالي ث آ ب ثطؾس اظ وب ب ذطاج یق س. ؾب بت ث خ ز آ س زض ح ی بی ؾطػت زض ازا زض ح ی فكبض ث ز ی خ ز ی ا اج یثبق س و ثط ض ی تغیط بی خطیب اؾالي تبثیط ی صاض س. ای تبثیط ث ز ن ضت ؿتمی غیط ؿتمی یثبقس. تطویت ای ا اج ثب ؾت اؾالي ؿتمی ب ثط ض ی پبضا تط بی خطیب اؾالي تبثیط صاقت آ ب ضا زچبض ؾب یو س ذط ج آ ب اظ ا ت بی وب ب ثبػث تغییط غیط ؿتمی زض پبضا تط بی اؾالي ی طزز. زض "قى "11 لؼیت پیكب ی ز طوع ثم ثس اؾالي بیغ كب زاز قس اؾت. ب ط ض و اظ "قى "11 كرم اؾت خطیب اؾالي زض ىب 2.196m اظ ض زی وب ب اتفبق یافتس. ای ض ع ثب تبیح ثطضؾی تدطثی ا هبضی ىبضا ف ] [5 ؾبیط حممی ] [7,6,4,3 و ثیب ز ث ز س اؾالي زض فبن حس ز 2 تطی اظ ض زی وب ب اتفبق یافتس تطبثك زاضز. ب ط ض و زض "قى "11 كب س یق ز لؼیت ىب ی پیكب ی اؾالي اض ثبالتط اظ طوع ز اؾالي اؾت. ت خ زاقت ثبقیس و زاض لؼیت ىب ی اؾالي ثب قط ع اؾالي زاضای مساض یق ز. ث بثطای مساض ای زاض زض ظ ب لج اظ ل ع اؾالي نفط اؾت. اظ ططفی پؽ اظ ذط ج پیكب ی اؾالي اظ ا ت بی وب ب لؼیت ىب ی پیكب ی اؾالي ثبثت ی ق ز قیت ت غییطات لؼیت ىب ی طوع ز اؾالي ا سوی وب ف ییبثس. ای ض ع ث ای ز ی اؾت و ثب ذط ج پیكب ی اؾالي اظ ا ت بی وب ب ؾطػت حطوت اؾالي ا سوی وب ف ییبثس. ظیطا لج اظ ذط ج پیكب ی اؾالي اظ ا ت بی وب ب فكبض خ ز زض ض ث ض ی پیكب ی اؾالي فی یثبقس اذتالف فكبض ز ؾط اؾالي ثیكتط اؾت. ا ب ثب ذط ج پیكب ی اؾالي اظ ا ت بی وب ب فكبض ثؼس اظ اؾالي فكبض ات ؿفطیه خ ز زض قطط طظی ذط خی یق ز. ث بثطای اذتالف فكبض ز ؾط اؾالي و تط قس ؾطػت حطوت اؾالي وب ف ییبثس. ىت خب ت ت خ زض ای قى ای اؾت و قیت تغییطات لؼیت ىب ی مبط رت ف اؾالي ثبثت اؾت. كتك ای زاض ثطاثط ؾطػت حطوت اؾالي زض بطك رت ف اؾت. ث بثطای ای قى یع كب ی ز س و ؾطػت حطوت اؾالي ثبثت تغییطات لؼیت ىب ی اؾالي ذطی اؾت. ای ض ع زض ثطضؾی ثؿیبضی اظ حممی زی ط یع ث ن ضت آظ بیك ب ی اثجبت قس اؾت ].[15,10,8,4,3 زض "قى "12 ط ثس بیغ اؾالي كب زاز قس اؾت. ب ط ض و كرم اؾت ثب پیكطفت اؾالي ثب ت خ ث خ ز اذتالف ؾطػت ثی احی رت ف پیكب ی ز اؾالي ط اؾالي افعایف ییبثس. ا جت ای ط ثؼس اظ ای و پیكب ی اؾالي ث ا ت بی وب ب ضؾیس قط ع ث وب ف ذ ا س وطز.

8 ] Fig. 13 Slug length while slug propates [4 شكل 13 ط اؾالي زض ظ ب ل ع اؾالي ] [4 Fig. 14 channel inlet pressure while slug is happening شكل 14 فكبض ض زی وب ب زض ظ ب ل ع اؾالي 056 و كب س یق ز حساوثط فكبضی و زض پكت ؾت اؾالي ایدبز ی طزز زض ط ز ثطضؾی ثب تمطیت ذ ثی ثب یىسی ط تطبثك زاض س. زض ثطضؾی حبضط فكبض پكت اؾالي یت ا تب 60mbar زض ثطضؾی ا هبضی ىبضا ف تب 70mbar افعایف یبثس. ا جت زض ثطضؾی حبضط فكبض ثؼس اظ اؾالي زض ظ ب ل ع آ مساضی فی عاضـ قس اؾت ا ب زض ثطضؾی ا هبضی ىبضا ف ای مساض بیتب ث نفط یضؾس. ا جت فی قس فكبض زض خ ی اؾالي زض ثؿیبضی اظ تبیح آظ بیك ب ی اظ خ تبیح ازیجی ا هبضی یع ث اثجبت ضؾیس اؾت ].[6 زض "قى "17 ت ف ثطقی ثط ض ی زی اض ثبال پبیی ث تفىیه ث ن ضت د ع زض ظ ب ل ع اؾالي كب زاز قس اؾت. لج اظ قط ع اؾالي خطیب آة ثب ؾطػت و یؿى ظیت ثبال ثب زی اض پبیی ی خطیب ا ثب ؾطػت ثبال یؿى ظیت و ثب زی اض ثبالیی زض ت بؼ اؾت. حطوت ای ز ؾیب ثبػث ایدبز ت ف ثطقی ثط ض ی زی اض ی طزز. ا ب مساض ای ت ف و ث ز اض ث ن ضت تمطیجب یىؿب ث زی اض ب اضز ی طزز. ا جت اظ آ خبیی و مساض یؿى ظیت زی ب یىی ا اظ آة زض حس ز 3 طتج و تط اؾت صا ػ یضغ ثبالتط ث ز ؾطػت ا ؿجت ث آة ت ف ثطقی زی اض پبیی ی ثیكتط اظ زی اض ثبالیی یثبقس. پؽ اظ ل ع خطیب اؾالي خطیب آة ثب ؾطػت ثبال زض وب ب خبضی یق ز. ثب ت خ ث ای و یؿى ظیت آة ث طاتت ثبالتط اظ ا ی ثبقس زض ظ ب ل ع خطیب اؾالي مساض ت ف ثطقی ث ؾطػت افعایف پیسا یو س. ای مساض ت ف ثطقی زض بی ا تمب Fig. 15 pressure distribution on channel length of numerical simulation by present work شكل 15 ت ظیغ فكبض زض ط وب ب ثطاؾبؼ تبیح ػسزی حبضط Fig. 16 pressure distribution on channel length of numerical simulation ] by Ansari et al. [5 شكل 16 ت ظیغ فكبض زض ط وب ب ثطاؾبؼ تبیح ػسزی ا هبضی ىبضا ف ] [5 زض "قى "13 یع لؼیت طوع اؾالي زض ظ ب ل ع آ ثط اؾبؼ تبیح آظ بیك ب ی ح ػسزی ی ىبضا ف آ ضز قس اؾت ].[4 زض تبیح آ ب یع تغییطات لؼیت اؾالي ثب ظ ب ذطی یثبقس. ای ض ع ثب تبیح ث زؾت آ س اظ "قى بی "9 7 یع تطبثك زاضز ظیطا قیت تغییطات لؼیت بطك رت ف اؾالي ب ؾطػت ای بطك یثبقس و طجك "قى بی "9 7 تمطیجب ثبثت ؿت س ].[16,11 ا جت قیت تغییطات لؼیت ىب ی زض تبیح ثطضؾی حبضط ثب ثطضؾی ی ىبضا ف تب حس زی تفب ت اؾت. ز ی ای ا ط تفب ت زض ؾطػت بی ض زی خطیب بی ز فبظ زض ثطضؾی حبضط ثب ثطضؾی ی ىبضا ف اؾت. ث ػال ثطضؾی حبضط ث ن ضت ز ثؼسی ا دب قس اؾت ا ب ثطضؾی ی ىبضا ف ث ن ضت تدطثی زض یه ا دب قس اؾت. زض "قى "14 ت ظیغ فكبض زض ظ ب ل ع خطیب اؾالي زض ض زی وب ب كب زاز قس اؾت. اظ آ خبیی و ا ت بی وب ب ث یه رع ات ؿفطیه ته اؾت صا یت ا زاض ظیط ضا ب افت فكبض ز ؾط اؾالي زض ظط طفت. ب ط ض و كب س یق ز فكبض زض ض زی وب ب زض ثستطی حب ت ث ن ضت ضطث ای ث 60mbar یضؾس. زض "قى "15 زاض تغییطات فكبض ؿجی زض فبن 2mm اظ زی اض ثبالیی وب ب زض ط ظ ب ل ع اؾالي كب زاز قس اؾت. زض "قى "16 فكبض ؿجی زض وب ب ثطاؾبؼ تبیح وبض ا هبضی ىبضا ف زض ظ ب ل ع اؾالي زض فبن 1cm اظ زی اض ثبالیی كب زاز قس اؾت ].[5 ب ط ض

9 اؾالي یت ا س ثبػث ذطاثی ظ ز ب ب ق ز. اظ ططف زی ط ا ط حس ز زثی بی ط یه اظ ز فبظ ض زی ث زض ث ح ی ثبقس و ؾیؿت ثطای ست ظ ب ظیبزی زض حس ز خطیب ز فبظی اؾالي وبض و س ل ع اؾالي بی ت ا ی ی ت ا س ثبػث اػ ب ثبض بی ت ب ة ذؿت ی بیتب ترطیت آ طزز. ىت لبث ت خ ای اؾت و ت ف ثطقی زی اض ثبالیی وب ب زض ظ ب ل ع خطیب اؾالي حطوت اؾالي زض وب ب اظ مساض ت ف ثطقی زی اض پبیی ی ثیكتط ذ ا س قس. آثی و زض ثس اؾالي بیغ زض ثطذ ضز ثب زی اض ثبالیی وب ب زض ط وب ب حطوت یو س ؾطػت ثبالتطی ؿجت ث آة خ ز زض ثس اؾالي بیغ زض ثطذ ضز ثب زی اض پبیی ی وب ب زاضز. صا ت ف ثطقی بقی اظ آ ث طاتت ثبالتط اؾت. پؽ اظ ذط ج خطیب اؾالي اظ ا ت بی وب ب دسزا ت ف ثطقی زی اض ثبالیی و تط اظ زی اض پبیی ی ذ ا س قس. ای تبیح تطبثك ذ ثی ثب تبیح ح ػسزی بض ىبضا ف زاضز. آ ب اػال وطز ث ز س و ت ف زی اض ثبالیی زض خطیب اؾالي ثیكتط اظ زی اض پبیی ی یثبقس ]. [16-5 جمعبنذی زض ای مب خطیب اؾالي زض زاذ یه زاوت افمی ثب اؾتفبز اظ س ز فبظی حد ؾیب س اغتكبقی k-ε RNG زض ط افعاض ف ئ ت ث ن ضت ز ثؼسی ح قس. ثطای تؼیی لؼیت احی رت ف اؾالي ؾطػت ؾبیط پبضا تط بی اؾالي یه ثط ب وب پی تطی قت قس و زض ذال ح خطیب ت ؾط ط افعاض ف ئ ت پبضا تط بی اؾالي ضا حبؾج آ ب ضا زض غب ت زاض بیی اظ ظ ب 76 ل ع اؾالي تطؾی ی بیس. زض ا ت ب پبضا تط بی خطیب اؾالي اظ خ لؼیت ىب ی ؾطػت پیكب ی ز طوع ثم ر ط اؾالي ط اؾالي ت ظیغ فكبض زض وب ب زض ظ ب ل ع اؾالي ت ف ثطقی زی اض ب اضائ طزیس. ثطای ط یه اظ تبیح اضائ قس تح ی بیی اضائ قس ای تبیح ثب تبیح تدطثی ػسزی ؾبیط حممی ث ن ضت ویفی نحتؾ دی قس. زض ضاثط ثب تبیح اذص قس اظ ح ػسزی خطیب اؾالي یت ا ث اضز ظیط اقبض ز : ؾطػت اؾالي (اؾالي پبیساض) اظ ظ ب ل ع تب ظ ب ذط ج آ اظ ا ت بی وب ب تمطیجب ثبثت ی ب س. ت ؾط ؾطػت خطیب زض پیكب ی ز اؾالي تمطیجب ثطاثط یثبقس. ا فعایف ط اؾالي ث ای ز ی اؾت و ؾطػت خطیب زض بطك رت ف پیكب ی اؾالي تفب ت اؾت زض لؿ ت ظیطی ( بحی فی ی) خ ت ؾطػت ث ؾ ت ذ ز اؾالي یثبقس. ط اؾالي ث ن ضت ذطی افعایف ییبثس. ای ض ع ث ح ی ؾطػت ثبثت خطیب اؾالي ضا تأییس یو س. ق مساض ت ف ثطقی زی اض ثبالیی وب ب لج اظ ل ع اؾالي و تط اظ زی اض پبیی ی ث ز ا ب زض ظ ب ل ع اؾالي ث ز ی افعایف ب ب ی ؾطػت آة حطوت آ زض ت بؼ ثب زی اض ثبالیی ت ف ثطقی زی اض ثبالیی ثیكتط اظ زی اض پبیی ی ی طزز. ای ض ع ثب ذط ج اؾالي اظ وب ب ز ثبض ث حب ت لج ثبظ ی طزز. اذتالف ؾطػت زض احی رت ف پیكب ی اؾالي كب اظ خ ز یه طزاث زض پیكب ی اؾالي زاضز. افت فكبض ز ؾط اؾالي زض وب ب ی ثب اثؼبز یبزقس قطایط ؿئ حبضط یت ا س تب 6% فكبض ض زی وب ب افعایف یبثس. فكبض زض خ ی اؾالي زض ظ ب ل ع حطوت آ مساضی فی ذ ا س زاقت. ی ا ط ثبػث افعایف ؾطػت خطیب اؾالي ی طزز. افت فكبض ز ؾط اؾالي زض وب ب ی ثب اثؼبز یبز قس قطایط ؿئ حبضط یت ا س تب 60mbar افعایف یبثس. -6 فهرست عالئم f وؿط ت ی یىی اظ فبظ ب g قتبة خبشث )m/s2( 2 3 Gk تط ت یس ا طغی خ جكی اغتكبقی ( )m /s k ا طغی خ جكی اغتكبقی ( )m2/s2 P فكبض ( )Pa Re ػسز ثیثؼس ضی سظ S ا ساظ طخ وط ف ( )1/s t ظ ب ( )s u ؾطػت افمی یب ث ن ضت و ی ؾطػت ( )m/s عالئم يوناني α ؼى ؼ ػسز پطا ت ؤثط 2 3 ε طخ ت فبت ا طغی خ جكی اغتكبقی ( )m /s µ یؿى ظیت زی ب یىی ( )kg/m s ρ چ ب ی ( )kg/m3 τ ت ف ثطقی ( )Pa زيرنويسها eff ؤثط ( د ع پبضا تط ى ی پبضا تط اغتكبقی) i, j, k ا سیؽ m ر ط ز فبظ mol ى ی t اغتكبقی 057 Fig. 17 Averaged shear stress on both upper and lower duct wall meanwhile the slug propagation شكل 17 ت ف ثطقی ت ؾط ثط ض ی ط ز زی اض ثبال پبیی وب ب زض ظ ب ل ع

10 Downloaded from mme.modares.ac.ir at 23:10 IRDT on Friday August 17th 2018 and Civil Engineering, Bangalore, India. September 14-15, [8] O. J. Nydal, S. Pintus, P.Andreussi, Statistical characterization of slug flow in horizontal pipes, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 18, No. 3, pp , [9] M. Bonizzi, R. I. Issa, A model for simulating gas bubble entrainment in two-phase horizontal slug flow, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 29, No. 11, pp , [10] P. Andreussi, K. Bendiksen, O. J. Nydal, Void distribution in slug flow, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 19, No. 5, pp , [11] D. Lakehal, LEIS for the prediction of turbulent multifluid flows applied to thermal-hydraulics applications, Nuclear Engineering and Design, Vol. 240, No. 9, pp , [12] E. Saadati, M. Zeynalabedini, Fundamental and advanced CFD simulation with FLUENT and CFX, pp , Tehran, Iran, Pardad Petrodanesh firm (PETEC), (in Persian )فبضؾی [13] ANSYS Products, FLUENT User Manual. [14] M. R. Ansari, M. Zeynalabedini, Evaluation and selection of the most consistent turbulent model with the slug flow behavior, Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 8, pp , (in Persian )فبضؾی [15] K. H. Bendiksen, An experimental investigation of the motion of long bubbles in inclined tubes, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 10, No. 4, pp , [16] D. Moalem Maron, N. Yacoub, N. Brauner, D. Naot, Hydrodynamic mechanisms in the horizontal Slug pattern, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 17, pp , شماره 67 دوره 6096 تیر مهندسی مکانیک مدرس مراجع -7 [1] M. R. Ansari, Slug mechanism in horizontal duct and simulation based on one-dimensional two-fluid dynamics, Ph.D. Thesis, Tsukuba University, Japan, [2] E. Pereyra, R. Arismendi, L. E. Gomez, R. S. Mohan, O. Shoham, G. E. Kouba, State of the art of experimental studies and predictive methods for slug liquid holdup, Journal of Energy Resources Technology, Vol. 134, No. 2, pp , [3] T. Hohne, Experiments and numerical simulations of horizontal twophase flow regimes, Seventh International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries, Melbourne, Australia, December 9-11, [4] C. Vallee, T. Hohne, H. M. Prasser, T. Suhnel, Experimental investigation and CFD simulation of horizontal stratified twophase flow phenomena, International Journal of Nuclear Engineering and Design, Vol. 238, No. 3, pp , [5] M. Ansari, E. Salimi, B. HabibPour, P. Adibi, Three dimensional simulation of slug two-phase flow regime in a horizontal channel using VOF method, Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 7, pp , (in Persian )فبضؾی [6] P. Adibi, M. Ansari, Experimental investigation of slug initiation to upstream conditions of two phases in long horizontal channels in two fluids, Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 3, pp , (in Persian )فبضؾی [7] S. Y. Razavi, M. M. Namin, Numerical model of slug development on horizontal two-phase flow, Proceedings of The International Conference on Recent Trends in Transportation, Environmental 058