بررسی مشخصات نوسانی جریان تپشی دو فازی آب-هوا در مجاری تحت فشار
Abstract
در برخی از پروژه های عملی و مهندسی، نظیر صنایع شیمیایی، تولید انرژی، انتقال نفت و سازه های هیدرولیکی، گاهی جریان مایع مقدار قابل ملاحظه ای از گاز را با خود به سیستم وارد می نماید. بررسی ویژگی های هیدرولیکی جریان های دو فازی، یکی از موضوعات مهم و اساسی در مهندسی سازه های هیدرولیکی به شمار می رود. این نوع جریان در سازه هایی نظیر تونل های تحت فشار، کالورت ها، سیفون ها و خمها رخ می دهد. در اثر ورود هوا به مجرا، اندرکنش شدیدی بین جریان آبی که از سازه عبور می کند و هوایی که در مجاورت آب حرکت می کند به وقوع می پیوندد. جریان های دو فازی بر حسب شرایط هندسی، مشخصات فیزیکی سیالات و مشخصات هیدرولیکی جریان نظیر دبی های هوا و آب و شیب مجرا، به گروههای مختلفی نظیر چینه ای، موجی و تپشی (لخته ای) تقسیم بندی می شوند. در این پژوهش با استفاده از تصاویر تهیه شده از مدل و نتایج اندازه گیری های انجام شده، به بررسی آزمایشگاهی مشخصات نوسانی جریان تپشی تشکیل شده در یک مجرای تحت فشار پرداخته شد. این مجرا شامل کسر فضای خالی و پریود، طول و سرعت موج لخته ای بود. بررسی ها نشان داد که تغییر شیب مجرا و دبی هوا تأثیر قابل ملاحظه ای بر تغییرات پارامترهای مورد بررسی دارند. در این تحقیق طول حباب هوا حدوداً یک سوم طول موج و حداکثر برابر نصف طول موج بود و طول امواج تپشی، دامنه تغییری در محدودة 10 تا 85 برابر قطر داشت، در حالی که طول حباب های هوایی دامنه تغییری در محدوده ی 1/2 تا 1/3 طول موج دارد.