مدل سازی ماندگی مایع در خطوط انتقال جریان های دوفازی مبتنی بر داده های آزمایشگاهی

ماندگی یکی از پارامترهای مهم در محاسبات افت فشار، تعیین خوردگی خطوط انتقال جریان های دو فازی و هم چنین طراحی تجهیزات متصل به خطوط انتقال می باشد. جمع آوری داده های آزمایشگاهی از ضروریات مطالعات ماندگی است. لذا در تحقیق حاضر دستگاهی برای اندازه گیری ماندگی آب-هوا طراحی و ساخته شد. بخش آزمایش دستگاه 3m طول و %3m قطر دارد. زاویه بخش متحرک از 0 تا 40 (شیبدار بالارو) تغییر نمود. در حالت افقی الگوهای جریان مشاهده شده عبارتند از: لایه ای، لایه ای/ موجدار، توپی لخته ای و در حالت شیبدار بالارو الگوهای جریات توپی، لخته ای، حلقوی/حبابدار، حلقوی/لخته ای، لخته ای/ موجی لخته ای/ حبابی دیده شدند. پس از پایداری جریان، ماندگی مایع (آب) با ایزوله کردن بخش آزمایش بوسیله دو شیر سریع بسته شونده اندازه گیری شده است. آزمایشات نشان می دهند تغییرات دبی آب و هوا و هم چنین تغییر زاویه خط لوله بر ماندگی موثر هستند. سپس مدلی تجربی برای اندازه گیری ماندگی مایع در خطوط لوله افقی و شیبدار بالارو ارائه گردید. مدل تجربی ارائه شده با سایر مدلهای تجربی ماندگی در خط لوله افقی و شیبدار بالارو در الگوهای مختلف جریان و زوایای متنوع مقایسه شد.نتیجه مقایسه نشان می دهد مدل ارائه شده در حالت افقی کمتر از 12% و در حالت شیبدار کمتر از 15% از داده های آزمایشگاهی انحراف دارد. علاوه بر مطالعات تجربی، مدل مکانیزمی وانگ وایز که مربوط به محاسبه ماندگی جریان لایه ای در خط لوله افقی می باشد با ارائه رابطه جدیدی برای ضریب اصطکاک سطح مشترک بهبود داده شد. علاوه بر این مدل مکانیزمی برای محاسبه ماندگی جریان لخته ای در خط لوله افقی ارائه شده است. این مدل مقدار ماندگی جریان لخته ای را مستقیماً با حل روابط بدست آمده محاسبه می نماید. مدل مکانیزمی ارائه شده مطابقت خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد و خطای آن کمتر از 4% می باشد .