یک روش ریاضی جهت تحلیل رشد موج با اعمال طول موج اولیه در تحلیل آستانه ناپایداری هیدرودینامیکی جریان دو فازی لایه ای در لوله های افقی

به دلیل کاربرد فراوان جریان دوفازی در خطوط انتقال نفت و گاز، تحلیل این نوع جریانها در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله یک روش ریاضی برای تحلیل جریان های دوفازی لایه ای گاز- مایع در لوله افقی ارائه شده است. مبنای این روش حل عددی معدلات یک بعدی گذرا و استفاده از مدل دوسیالی می باشد. اساس مدل دوسیالی، بر پایه دو سری از معادلات بقای جرم و ممنتوم و انرژی برای هر فاز می باشد. این معادلات با متوسط گیری از معادلات بقاء جریان تک فاز و با وارد کردن اثرات فصل مشترک به این معادلات بدست می آیند. در این مقاله آستانه ناپایداری هیدرودینامیکی جریان دو فازی لایه ای در لوله افقی برای سه طول موج مختلف مدل شده است. یک جریان غیرقابل تراکم لایه ای گاز – مایع که توسط جاذبه از هم جدا شده اند در داخل یک لوله در نظر گرفته شده است. تاثیر طول موج های مختلف بر روی آستانه ناپایداری هیدرودینامیکی با روش حل عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که رشد موج در جریان لایه ای تابع از طول موج اولیه می باشد که با کاهش طول موج اولیه، رشد موج در این نوع جریانها در مدت زمان کوتاهتری تشکیل می شود و سریعتر به آستانه ناپایداری می رسیم و همچنین حد ناپایداری در جریان لایه ای، نصف مقداری اسک که رابطه کلاسیک کلوین – هلمهلتز به ما می دهد.

کلیدواژه ها:

مکانیزم رشد موج ، آستانه ناپایداری هیدرودینامیکی ، مدل دوسیالی