بررسی تجربی الگوهای جریان دوفازی گاز - مایع در لوله‌های عمودی رو به بالا با قطر میانی

در پژوهش حاضر، جریان دوفازی در لوله‌های عمودی پلکسیگلاس به قطرهای داخلی mm 40 و mm 70 و در دو ارتفاع m 73/1 و m 22/3 در شرایط ادیاباتیک مطالعه شده‌اند. برای این منظور یک سیستم آزمایشگاهی بزرگ مقیاس بر اساس استانداردهای موجود طراحی، ساخته و بهره‌برداری شده‌است. نقشه‌های الگوی جریان برای هر دو لوله ارایه شده و تاثیر قطر لوله و ارتفاع بر گذر بین الگوهای جریان بررسی شده‌اند. هوا و آب به عنوان سیال‌های کاری انتخاب شده‌اند و محدوده سرعت‌های ظاهری هوا و آب برای لوله mm 40 به ترتیب m/s 654/9 – 054/0 و m/s 877/0 – 015/0 و برای لوله mm 70 به ترتیب m/s 44/20 – 038/0 و m/s 530/1 – 036/0 است. با تغییر قطر لوله از mm 40 به mm 70، محدوده مربوط به الگوی اسلاگ به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. نوع ورودی مورد استفاده در آزمایش‌ها « حلقوی» ‌است که در نتیجه آن الگوی حبابی در سرعت‌های ظاهری کم آب در لوله mm 70 مشاهده نشد و فقط در سرعت‌های بالای آب، الگوی حبابی خود را نشان می‌داد. برای هر دو لوله، الگوهای جریان: حبابی، اسلاگ، متلاطم و حلقوی مشاهده شدند. با بررسی بیش‌تر و استفاده از تکنیک پردازش تصویر، الگوی حبابی در لوله mm 40 به سه الگوی فرعی پراکنده، آشفته و متراکم و الگوی اسلاگ به دو الگوی فرعی اسلاگ بزرگ و اسلاگ کوچک قابل تفکیک بودند. هم‌چنین الگوی شبه – حلقوی نیز به عنوان یک الگوی مستقل در لوله mm 70 مشاهده شد که در تحقیقات پیشین به دقت تحلیل و بررسی نشده است.