وبلاگ

۵-۲-۱) انتقال مومنتوم بین سطحی به دلیل کشش
انتقال مومنتوم بین فازی بین گاز و مایع به دلیل تاثیرات نیروی کشش با بهره گرفتن از غلظت بین سطحی و سرعت نسبی (یو و تو ۲۰۰۴) فرموله شده است
(۵-۱)
در رابطه بالا، ضریب کشش است. در مطالعه حاضر، دو رابطه پیشنهاد شده توسط ایشی و زوبر(۱۹۷۹) و سیمونت و همکاران (۲۰۰۷) اعمال شده است. نتایج پیش بینی با داده های تجربی تایید شده است تا عملکرد دو ضریب دراگ ارزیابی شود.
مدل ضریب دراگ ایشی و زوبر(۱۹۷۹) با ملاحظات دسته بندی رژیم های جریانی مختلف ارائه شده است. تابع می تواند برای حباب های منفرد در نواحی با اعداد رینولدز متمایز یعنی استوکس، ویسکوز، نیوتون، ذرات منحرف شده و رژیم جریانی کره ای مرتبط شود. زمانی که این مدل در نرم افزار ANSYS FLUENT 14 اجرا می شود، رژیم ها به صورت ذره غلیظ کروی ، ذره غلیظ منحرف شده و رژیم سرپوش کروی غلیظ ساده می شود.

رژیم ذره کروی متراکم^[۸۳]
(۵-۲)
رژیم ذره منحرف شده متراکم^[۸۴]
(۵-۳)
رژیم سرپوش کروی متراکم^[۸۵]
(۵-۴)
در رابطه بالا، عدد رینولدز مخلوط است. اطلاعات بیشتر در ایشی و زوبر(۱۹۷۹) یافت می شود.
مخصوصا، در معادله(۵-۳) مدل ضریب دراگ رژیم ذره منحرف شده متراکم ، فرم ضرب عامل E را تشکیل می دهد که براساس کسر خالی به صورت زیر داده شده است:
(۵-۵)
در رابطه بالا
(۵-۶)
و بیانگر عدد ایتوس با ضریب تنشی سطح σ است
(۵-۷)
برای رژیم سرپوشی کره ای متراکم، عامل ضریب فرم زیر را خواهد داشت:
(۵-۸)
همانطور که در ANSYS FLUENT 14 اجرا شده است، انتخاب رژیم به صورت زیر است:
(۵-۹)
اخیرا، سیمونت و همکاران(۲۰۰۷) داده های تجربی فراوانی را بررسی کرده و روابط دراگ مختلف را برای سیستم های هوا- آب خالص ارائه می کند که به صورت زیر نوشته می شود:
(۵-۱۰)
در رابطه بالا، ضریب دراگ یک حباب منفرد در یک محیط بی نهایت است که با موازنه بین نیروهای شناوری، دراگ و گرانشی به صورت زیر بیان می شود:
(۵-۱۱)
در رابطه بالا، سرعت یک حباب منزوی در یک مایع ساکن است که می تواند با بهره گرفتن از روابط جمیل احمدی و همکاران(۱۹۹۴) محاسبه شود:
(۵-۱۲)
در رابطه بالا
(۵-۱۳)
در معادله (۵-۱۰)، عامل تکثیر براساس سیمونت و همکاران(۲۰۰۷) به صورت زیر است:
(۵-۱۴)
در رابطه بالا، m برابر ۲۵۰ تنظیم می شود. اصلاح فوق برای محدوده گسترده ای از کسرخالی و رژیم های جریانی مختلف صادق است.
۵-۲-۲) مدل عدد چگالی متوسط حباب(ABND)
در مطالعه فعلی، مدل عدد چگالی متوسط حباب () ارائه شده توسط یو و تو (۲۰۰۶) و چنگ و همکاران (۲۰۰۷) اعمال شده است. مدل به صورت زیر نوشته می شود:
(۵-۱۵)
در رابطه بالا، ، ، بیانگر تغییرات عدد چگالی حباب به دلیل برخورد تصادفی، شکست القایی و حلقه جریانی است. براساس گزارش چنگ و همکاران(۲۰۰۷)، جملات چشمه ای یو و مورل (۲۰۰۴) ، عملکرد بهتری نسبت به بسیاری از مدلهای دیگر ارائه کردند، بنابراین، ترم های چشمه ای بو و مورل(۲۰۰۴) در مطالعه حاضر استفاده شده است.
۵-۲-۳) هسته های شکست و پیوستگی
یو و مورل(۲۰۰۴) دو مقیاس زمانی مشخصه مهم مشابه جدید شامل زمان سیر آزاد یا زمان برخورد را در نظر گرفته و نرخ پیوستگی حباب به دلیل برخوردهای تصادفی حباب را توسعه دادند
(۵-۱۶)
در رابطه بالا، =۲٫۸۶، و است.
برای شکست حباب، آنها بحث کردند که شکست حباب عمدتا به دلیل نوسان رزونانس است. با در نظر گرفتن فرکانس طبیعی نوسان حباب ها، زمان برخورد برآورد شده و نرخ شکست حباب ها به صورت زیر داده می شود:
(۵-۱۷)
در رابطه بالا، و و عدد وبر بحرانی ۱٫۴۲ استفاده می شود(سویک و پارک ۱۹۷۳). با در نظر گرفتن نقطه انتقال از جریان حبابی پراکنده به جریان گلوله ای، مسر خالی بیشینه مجاز مقدار ۰٫۵۲ دارد.
شکل ۵-۲٫ جزئیات هندسی آزمایش هیبیکی و همکاران (۲۰۰۱)