افت فشار جریانهای دو فازی درون اتصالات

جریانهای دو فازی بویژه جریا گاز- مایع در محدود گسترده ای از تاسیسات صنعتی از قبیل تبخیر کننده ها، دیگهای بخار، برجهای تقطیر، راکتورهای شیمیایی، کندانسورها، توربینها، چاههای نفت، سیستم فرازآوری با گاز و خطوط لوله انتقال نفت و گاز وجود دارد. یکی از مسائلی که در طراحی این واحدها بویژه در خطوط لوله محتوی سیالات دو فازی وجود دارد پیش بینی افت فشار جریان دو فازی در خطوط لوله می باشد. از آنجا که در هر خط لوله تعداد قابل توجهی اتصالات از قبیل زانویی ها، شیرآلات، تغییر مقاطع ناگهانی و اتصالات ‏‎t ‎‏ شکل به کار گرفته می شود، بنابراین تعیین افت فشار در اینگونه اتصالات برای طراحی کامل خطوط لوله ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق افت فشار جریان دو فازی درون زانویی ها، شیرآلات، انقباض و انبساط ناگهانی مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور از آب و هوا به عنوان مخلوط دو فازی استفاده شده است. در ابتدا ضریب افت فشار تک فازی برای هر یک از اتصالات بدست آمده است. نتایج حاصل از آزمایشات نشان می دهد که ضریب افت فشار تک فازی برای هر اتصال ثابت و مستقل از عدد رینولدز می باشد. همچنین برای بررسی افت فشار جریانهای دو فازی در این اتصالات در شدت جریانهای ثابتی از مایع، شدت جریان هوا افزایش پیدا می کند و تغییرات فشار بوجود آمده از آن مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق بر روی سه زانویی با قطرهای اسمی 1، 4/3 و 2/1 اینچ با زاویه های 90 و 45 درجه ازمایشات تعیین افت فشار انجام شده و نتایج آن به صورت یک مدل ریاضی ارائه گردیده اس. همچنین در این تحقیق آزمایشات تعیین افت فشار در شرایط عملیاتی مختلف بر روی شیر دریچه ای و شیر توپی با قطر اسمی 1 اینچ مورد بررسی قرار گرفته است. برای شیر دریچه ای آزمایشات در حالت 100%، 5/87%، 75%، 5/62% و 50% باز و برای شیر توپی در حالت 100%، 5/87%، 80% و 70% باز انجام شده است. در مورد تغییر مقاطع، آزمایشات تعیین افت فشار جریانهای دو فازی بر روی سه تغییر مقطع با نسبت سطوح متفاوت 35/0، 58/0 و 61/0 برای هر دو حالت انقباض و انبساط انجام شده است. نتیجه حاصل از تمامی آزمایشات بر روی اتصالات منجر به ارائه یک رابطه کلی برای محاسبه افت فشار جریانهای دو فازی درون اتصالات شده است. در این رابطه دو پارامتر وجود دارد که برای هر یک از اتصالات به صورت تجربی بدست می آید.