اثر دما بر آستانه ناپایداری و فرکانس مکانی نوسانات حباب‌ها در جریان دوفازی ونتوری محوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران.

2 کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

چکیده

در این مقاله به بررسی عددی پویایی حباب‌ها در یک ونتوری محوری تک ‌بعدی پرداخته شده است. با حذف مشتقات زمانی (حالت پایا)، معادلات پیوستگی، مومنتوم و معادله ریلی-پلست برای حباب‌ها به یک دستگاه معادلات دیفرانسیل معمولی در امتداد محور تبدیل شده و با روش رانگ-کوتا مرتبه چهارم حل شده است. در این مطالعه اثر دما و کسر حجمی حباب‌ها در مخلوط دوفازی در ورودی بر میدان شعاع حباب‌ها ، میدان سرعت ، فرکانس مکانی نوسانات و آستانه ناپایداری مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش دما و برای کسر حجمی ورودی ثابت، حداکثر شعاع حباب‌ها افزایش می‌یابد و فرکانس مکانی نوسانات پایین می‌رود؛ به عبارتی چرخه‌های نوسانی، کشیده‌تر شده و پاسخ دینامیکی سیستم کندتر می‌گردد. همچنین با افزایش دما از ۲۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد، شعاع بحرانی حباب در حالت‌های و به ترتیب حدود ۱۷ درصد و ۱۲ درصد افزایش می‌یابد. این تغییرات رفتاری تقریباً خطی با دما دارد.

واژه‌های کلیدی: ونتوری، فرکانس نوسانات، حباب، دما.

کلیدواژه‌ها