ارزیابی عددی و تجربی جریان دو فاز مایع-مایع در لوله به وسیله امواج فراصوتی

جریان چندفازی نقش مهمی در صنایع مختلف از صنایع پتروشیمی تا کاربردهای هسته‌ای دارد. از متداول‌ترین انواع جریان‌های چندفازی ، جریان دوفازی است. در واقع ، جریان های دوفازی بر اساس الگوهای توزیع طبقه‌بندی شده‌اند. در این مقاله، تمرکز بر جریان دوفاز طبقه‌بندی‌شده است. ارتفاعی که توسط هر سیال اشغال شده ‌است به عنوان متغیر اصلی در نظر گرفته ‌شده و با استفاده از امواج فراصوت مشخص شده، و تاثیر ارتفاع بر زمان رسیدن سیگنال بررسی شده‌ است. به دلیل کنترل تمام متغیرهای مختلف و بررسی تاثیرات تنها یک متغیر خاص بر روی سیگنال‌های فراصوتی سرعت جریان برابر با صفر لحاظ ‌شده ‌است. برای کاهش هزینه آزمایش ها، گام اولیه برای حل این مسئله‌ی معیار، یک مدل دو بعدی در نرم‌افزار المان‌محدود ، آباکوس/صریح ، از طریق برنامه ‌نویسی پایتون تحت این بستر ایجاد شده‌است. درطی تمامی شبیه‌سازی چند فرض وجود دارد مانند این‌که سرعت جریان در مقایسه با سرعت موج فراصوت در محیط‌ها بسیار کندتر است. فرض دیگر این است که الگوی توزیع جریان در زمان انتشار موج پایدار می‌ماند. با استفاده از آزمون فراصوتی عبوری، نتایج مبتنی بر زمان پرواز نشان داد که این روش می‌تواند مفید باشد و دقت کافی برای تعیین ارتفاع هر مایع در یک لوله فولادی2032/0 متر (8 اینچ) را دارد. مساله به صورت تجربی نیز در یک بستر آزمایشگاهی بررسی گردید و تطابق مناسبی بین یافته های تجربی و عددی حاصل گردید.