Визначення впливу висоти хвилі стінок каналу на багатофазну течію

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263587

Ключові слова:

чисельне моделювання, багатофазний потік, хвилеподібний канал, обчислювальна гідродинаміка, синусоїдальний канал

Анотація

З розвитком технологій моделювання та можливістю отримання точних чисельних результатів, а також з поширенням інформаційних технологій, виникла необхідність у програмному забезпеченні, здатному вирішувати чисельні завдання для спостереження фізичних змін, які не видно людському оку. Поле багатофазного потоку визначається з використанням методу об’єму рідини (VOF), а рівняння потоку оцінюються і математично вирішуються за допомогою відомого методу обмеженого об’єму. В якості багатофазної структури без масообміну розглядається повітряно­водяний потік. Практично у всіх розглянутих випадках коефіцієнт теплопередачі вище. У будь­якому випадку, особливо при проходженні великих мас хвилеподібними каналами, спостерігався критичний перепад тиску. Був змодельований хвилеподібний канал зі змінною висотою хвилі для спостереження за змінними процесу течії багатофазних матеріалів з квадратним поперечним перерізом з використанням різних швидкостей для впускного каналу повітря, води і пари. Результати показали, що збільшення висоти хвилі стінок каналу перешкоджає потоку і, таким чином, збільшує час, необхідний для досягнення рідиною області виходу. Значення часу, необхідного для досягнення парою і повітрям області виходу при висоті хвилі стінок каналу 25 мм та швидкості потоку 0,1 м/с, склало 6,01 с, що є максимальним часом, необхідним рідині для досягнення області виходу в порівнянні з іншими випадками. Значення тиску відображає ступінь турбулентності у процесі потоку та має вирішальне значення для поліпшення теплопродуктивності на основі турбулентності потоку. Швидкість потоку на вході становить 0,1 м/с, висота хвилі стінок складає 25 мм за 2 с, коли тиск досягає 873,7 Па.

Біографії авторів

Mohammed Ali Mahmood Hussein, Al-Rafidain University College

Doctor of Engineering, Professor (Assistant)

Department of Refrigeration and Air Conditioning Engineering

Wajeeh Kamal Hasan, Al-Rafidain University College

Doctor of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Refrigeration and Air Conditioning Engineering

Посилання

  1. Shi, X., Tan, C., Dong, F., Murai, Y. (2019). Oil-gas-water three-phase flow characterization and velocity measurement based on time-frequency decomposition. International Journal of Multiphase Flow, 111, 219–231. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.11.006
  2. Wang, D., Jin, N., Zhai, L., Ren, Y. (2020). Characterizing flow instability in oil-gas-water three-phase flow using multi-channel conductance sensor signals. Chemical Engineering Journal, 386, 121237. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.03.113
  3. Ahmadpour, A., Noori Rahim Abadi, S. M. A. (2019). Thermal-hydraulic performance evaluation of gas-liquid multiphase flows in a vertical sinusoidal wavy channel in the presence/absence of phase change. International Journal of Heat and Mass Transfer, 138, 677–689. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.04.084
  4. Rodrigues, H., Pereyra, E., Sarica, C. (2018). Pressure Effects on Low-Liquid Loading Oil-Gas Flow in Slightly Upward Inclined Pipes: Flow Pattern, Pressure Gradient and Liquid Holdup. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. doi: https://doi.org/10.2118/191543-ms
  5. Mohmmed, A. O., Al-Kayiem, H. H., A.B., O., Sabir, O. (2020). One-way coupled fluid–structure interaction of gas–liquid slug flow in a horizontal pipe: Experiments and simulations. Journal of Fluids and Structures, 97, 103083. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2020.103083
  6. Mustafa, M. A., Abdullah, A. R., Hasan, W. K., Habeeb, L. J., Nassar, M. F. (2021). Two-way fluid-structure interaction study of twisted tape insert in a circular tube having integral fins with nanofluid. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (8 (111)), 25–34. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.234125
  7. Alpeissov, Y., Iskakov, R., Issenov, S., Ukenova, А. (2022). Obtaining a formula describing the interaction of fine particles with an expanding gas flow in a fluid layer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (116)), 87–97. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255258
  8. Zhang, D., Jiang, E., Zhou, J., Shen, C., He, Z., Xiao, C. (2020). Investigation on enhanced mechanism of heat transfer assisted by ultrasonic vibration. International Communications in Heat and Mass Transfer, 115, 104523. doi: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2020.104523
  9. Zhang, D., Zhang, H., Rui, J., Pan, Y., Liu, X., Shang, Z. (2020). Prediction model for the transition between oil–water two-phase separation and dispersed flows in horizontal and inclined pipes. Journal of Petroleum Science and Engineering, 192, 107161. doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.107161
  10. Guo, W., Wang, L., Liu, C. (2020). Thermal diffusion response to gas–liquid slug flow and its application in measurement. International Journal of Heat and Mass Transfer, 159, 120065. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120065
  11. Pan, Y., Ji, S., Tan, D., Cao, H. (2020). Cavitation-based soft abrasive flow processing method. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 109 (9-12), 2587–2602. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-020-05836-3
  12. Suleimenov, U., Zhangabay, N., Utelbayeva, A., Azmi Murad, M. A., Dosmakanbetova, A., Abshenov, K. et. al. (2022). Estimation of the strength of vertical cylindrical liquid storage tanks with dents in the wall. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (115)), 6–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252599

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-30

Як цитувати

Hussein, M. A. M., & Hasan, W. K. (2022). Визначення впливу висоти хвилі стінок каналу на багатофазну течію. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (118), 51–60. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263587

Номер

Том 4 № 7 (118) (2022): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Mohammed Ali Mahmood Hussein, Wajeeh Kamal Hasan

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.