شبیه سازی عددی جریان دو فاز گاز- نفت در لوله های افقی

جریان های دو فاز در بسیاری از کاربرد های مهندسی از قبیل انتقال سیال های هیدروکربنی در خطوط لوله، جریان های بخار-مایع در مبدل های حرارتی و همچنین در راکتور های هسته ای و شیمیایی دیده می شود. در واقع اهمیت مدلسازی جریان دو فاز به خاطر این کاربرد های صنعتی وسیع می باشد. هدف از مطالعه حاضر شبیه سازی عددی جریان دو فاز نفت و گاز نیتروژن در لوله های افقی و در حالت گذرا با استفاده از روش حجم سیال می باشد. شبیه سازی با استفاده از کد دینامیک سیالات محاسباتی و مدل اویلری- اویلری انجام پذیرفته و برای ساختن مرز بین دو فاز از روش PLIC استفاده شده است. همه شبیه سازی ها در مقایسه با نقشه الگوی جریانی باکر تطابق خوبی را نشان می دهد. در این شبیه سازی برای مدلسازی آشفتگی از یک مدل دو لایه ای RNGk-ε برای منطقه دور از دیواره لوله همراه با مدل توربولانس با رینولدز پایین برای نزدیک دیوار استفاده شده است. شبیه سازی به صورت ناپایا انجام شده و حل نهایی که منجر به حالت پایا می شود، مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج حاصل از دقت بیشتری نسبت به شبیه سازی های قبلی برخوردارند و تطایق بهتری با نتایج تجربی را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

جریان دو فاز گاز- مایع ، حجم سیال ، مدل آشفتگی ، لوله افقی ، دینامیک سیالات محاسباتی