بررسی الگوی جریان هوا در لوله‌ی حلقوی با قطر افزایشی

در این مقاله، الگوی جریان هوا در یک لوله‌ی حلقوی واگرا به کمک شبیه‌سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دو لوله به شکل «سه ربع دایره هم‌مرکز» با قطرهای 40 و 60 سانتی‌متر در نظر گرفته شده و لوله‌ی داخلی به اندازه‌ی 5سانتی متر به سمت چپ انتقال داده شده است تا هندسه تهیه شود. نتایج نشان داده است که بیشینه‌ی سرعت در مقطع k1 و مقطع خروجی به ترتیب برابر با 0.037m/s و 0.031m/s است. همچنین مشخص شد که به دلیل انحنای لوله، محل بیشینه‌ی سرعت در مقطع k1 از مرکز مقطع فاصله گرفته است. علاوه بر این، مشاهده گردید که بیشترین سرعت ایجاد شده در مسئله تقریباً برابر با 0.0613m/s است و اندکی پس از مقطع ورودی ایجاد می‌شود. نتایج نشان داد که کمترین دما در مقطع خروجی تقریباً برابر با 313 درجه‌ی کلوین بوده و توزیع دمای سیال در عرض مقطع نیز تقریباً به صورت سهموی است و دما در مرکز لوله کمترین مقدار خود را دارد. همچنین مشاهده شد که در نواحی نزدیک به ورودی، یک ناحیه با فشار منفی ایجاد شده است که دلیل آن انحنای لوله و تمایل جریان به جدا شدن از دیواره می‌باشد.