شبیه‌سازی و پیش‌بینی پارامترهای میدان جریان در ریبویلر

شبیه‌سازی و آنالیز جریان دوفازی عبوری از دسته لوله ریبویلرهای کتل و مولدهای بخار در راستای آنالیز ایمنی و طراحی، از اهمیت بسزایی برخوردار است. پیچیدگی بالای هندسی در تحلیل میدان جریان دسته لوله ها بر دشواری هر چه بیشتر تحلیل های عددی مرسوم افزوده است. یکی از راهکارهای موجود در راستای کاهش هزینه محاسبات استفاده از تیوری جسم متخلخل است که در این پژوهش به آن پرداخته شده است. در تحلیل معادلات حاکم بر جسم متخلخل از معادلات مرتبط با نیروی درگ و نیروی مقاوم ناشی از دیواره لوله های کتل ریبویلر بهره گرفته شده است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی موجود، دو نوع آرایش مختلف در نظر گرفته شده است. در مطالعه حاضر هندسه موردنظر با توجه به وجود تقارن و یکنواختی چشمه گرمایی دسته لوله ها به صورت دو بعدی و متقارن در نظر گرفته شده است. مشاهده شد افت فشار ناشی از دسته لوله ها می تواند با دقت مناسبی نسبت به نتایج آزمایشگاهی پیش بینی شود. همچنین کسر حجمی بخار محاسبه شده در پژوهش حاضر با توجه به در نظر گرفتن شرایط مرزی خروجی متفاوت، در مقایسه با فعالیت های عددی مشابه تطبیق مناسب تری را نسبت به نتایج تجربی ارایه می‌کند. دیده می شود با افزایش توان حرارتی دسته لوله ها کسر حجمی بخار در ناحیه ی حرارتی ریبویلر افزایش پیدا می کند.