مطالعه تجربی هیدرودینامیک الگوی اسلاگ در لوله‌های عمودی رو به بالا

پژوهش حاضر با هدف بررسی رفتار هیدرودینامیکی الگوهای اسلاگ در لوله‌ای از جنس اکریلیک شفاف، به قطر داخلی mm 40 و طول m33/3 انجام شده‌است. برای انجام آزمایش‌ها از سیستم آزمایشگاهی عمودی ساخته شده در دانشگاه تربیت مدرس تهران استفاده شده است. به کمک تکنیک پردازش تصویر، فیلم‌های برداشت شده از ساختار جریان بررسی شده و مشخصه‌هایی هم‌چون طول و سرعت میانگین حباب تیلور و اسلاگ مایع بین آن‌ها به دست آمده است. هم‌چنین مسیر میانگین حرکت دماغه حباب تیلور در این قطر لوله نیز برای محدوده مشخصی از طول لوله استخراج شده است. بررسی نمودارهای چگالی احتمال به دست آمده نشان می‌دهد که افزایش طول حباب تیلور رابطه مستقیمی با طول اسلاگ مایع دارد و حباب‌های تیلور با طول کوچک‌تر سرعت صعود بالاتری دارند. هم‌چنین با توجه به نتایج حاصل، دماغه حباب از محدوده 20% ± اطراف محور مرکزی لوله تجاوز نمی‌کند. رابطه‌ای تجربی بر اساس سرعت حرکت حباب تیلور و مجموع سرعت‌های ظاهری فازها ارایه شده است که نشان می‌دهد رابطه معروف نیکلین برای این قطر لوله ناکارآمد است.