جریان چند فازی چیست؟

مکانیک سیالات یکی از مهم‌ترین شاخه‌های مهندسی مکانیک است که گروه فنی مهندسی آدر صنعت در این شاخه فیلم‌ها و آموزش‌های متفاوتی مانند شبیه سازی جریان چندفازی multiphase در انسیس فلوئنت و شبیه سازی جریان چند فازی VOF در انسیس فلوئنت ارائه نموده است موضوع چند فازی سیالات که سیال دارای دو فاز یا بیشتر می‌باشد این موضوع دارای اهمیت بیشتری می‌باشد گستردگی چند فازی در پدیده‌های طبیعی و کاربردهای صنعتی باعث شده در مسائل مهندسی مکانیک مانند صنایع پالایشگاهی پتروشیمی نیروگاهی و غیره بیشتر مورد توجه قرار گیرد برای تحلیل این مسائل هم می‌توان بررسی عددی و تجربی و تحلیلی استفاده نمود.

جریان چند فازی:

در این مسئله گروه فنی مهندسی آدر صنعت قصد بررسی و تحلیل این گونه مسائل را به جهت تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی رفتار چند فازی را دارد. تحلیل این گونه مسائل اهمیت این علم را چندین برابر می‌کند هنگامی که دو یا چند سیال دارای مرزهای مشترکی می‌باشند سبب ناپیوستگی تحلیل به جهت مخلوط شدن سیالات شده و مشخص نمودن مرز بین سیالات شبیه سازی را دچار مشکل می‌نماید سختی تحلیل این گونه مسائل به مخلوط شدن این سیالات و یا مخلوط نشدن این سیالات می‌باشد.

چگونگی بررسی دقیق جریان چند فازی:

به جهت بررسی مرز بین فازها از روش سطحی اگر استفاده نماییم این روش از طریق نقطه‌یابی و میانی یابی به جهت مشخص نمودن مرز بین فازها استفاده می‌گردد. این روش مرز دقیق بین چند فاز را مشخص می‌نماید و کشش سطحی و مرز بین سیالات و غیره را می‌توان با دقت به نمایش گذاشت دقت تحلیل بین مرزها و خروجی‌ها به اندازه المان‌های مش برمی‌گردد هر چقدر اندازه‌های المان‌های مش کوچکتر باشد بهتر می‌توان مقادیر خروجی تحلیل‌ها را روی این نقاط به دست آورد و در مورد آن بحث کرد.

علل کاهش دقت تحلیل جریان چند فازی:

در روش سطحی روش ردیابی رو به جلو از روش اویلری استفاده می‌گردد نباید فاصله بین ذرات زیاد شود زیرا انحنای سیال افزایش یافته و سبب جدایش سیال می‌گردد برای حل این مشکل نیاز به المان بندی ریزتر به جهت بررسی بهتر مسئله می‌باشید گروه فنی مهندسی آدر صنعت در این حیطه در آموزش‌های دیگر آموزش‌هایی به جهت تولید المان بندی مناسب به جهت همگونی و همگرایی هرچه بهتر مسئله ارائه داده است.

گروه فنی مهندسی آدر صنعت با ارائه چندین قسمت آموزشی به موضوعات چند فازی با زبانی روان و شیوا از چگونگی تولید شکل هندسی و المان‌بندی و تعیین شرایط مرزی مسئله و تعیین توابع حلگر و بررسی توابع کوبل معادلات سرعت و فشار به بررسی نتایج می‌پردازد عزیزان و آن دسته از مهندسانی که تمایل به فراگیری بیشتر در مورد این موضوع دارند می‌توانند با مراجعه به سایت مربوطه تهیه و آموزش ببینند در روش چیدن سطح بر اساس تابعی که بین سطوح مشترک دو سیال تعریف می‌گردد بیان می‌شود و با معادله مومنتوم و یا جابجایی به دست می‌آید.

جریان چند فازی به چه مواردی تقسیم بندی می گردد:

در روش حجمی می‌توان کسر حجمی فازها را مدل سازی نمود یکی از روش‌های کسری حجمی VOF است که می‌توان سطح آزاد سیال و ناپیوستگی بین چند فاز را نشان و مدل سازی نمود در این گونه تحلیل‌ها هنگامی که دو یا چند فاز با یکدیگر مخلوط می‌گردد و مرز بین آنها مشخص است می توان از این معادله استفاده نمود اهمیت جریان چند فازی در صنایعی چون پالایشگاهی و پتروشیمی و نیروگاهی و صنایع شیمیایی و غیره به جهت بررسی رژیم جریان و کاویتاسیون می‌باشد.

در تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی مسائل چند فازی گروه فنی مهندسی آدر صنعت با ارائه مجموعه آموزش‌های طبقه بندی شده چگونگی تولید هندسه و یا وارد نمودن هندسه تولیدی در نرم‌افزارهای ترسیمی توضیح داده شده و در گام بعد به بررسی المان بندی هندسه و تولید هندسه با کیفیت و المان‌های با کیفیت و بررسی استقلال از شبکه و چگونگی همگرا کردن مسئله می‌پردازد و در گام بعد این توابع حلگر و کوبل معادلات سرعت و فشار و غیره می‌پردازد و بررسی نتایج ارائه شده است.

مثال هایی از جریان چند فازی:

جریان‌های چند فازی را در سیستم‌های بیولوژیکی و پدیده‌های طبیعی مانند رآکتورهای هسته‌ای و بویلر و اپراتورهای نیروگاه‌ها و ژنراتور و موتورهای احتراقی و موتور جت و مبدل‌های حرارتی و اواپراتورها و کنداسورها و برج‌های خنک کن و خشک کن ستم‌های سرمایشی و حرارتی و کولرها و سیستم‌های قلبی و عروقی و تنفسی و جریان خون و غیره است.

مثالی از جریان‌های چند فازی می‌توان به وارد نمودن چندین نوع از آب‌های رودخانه‌ها به دریا اشاره نمود همچنین می‌توان به چگونگی آلوده نمودن فاضلاب هنگامی که به یک رودخانه و یا به یک دریا وارد می‌شود را بحث نمود از سویی دیگر مسائل چند فازی در موضوعات مهم و کاربردی همچون احتراق بسیار کاربرد اساسی دارد.

مدل کسر حجمی جهت مدل سازی دو یا چند سیالی که مخلوط شدنی نیستند استفاده می‌گردد که سطح مشترک بین فازها حائز اهمیت داشته باشد در این تحلیل از چند معادله مومنتوم و چند کسر حجمی استفاده می‌گردد مدل Mixture برای مخلوط شدن چند فاز که یک معادله مومنتوم به گونه‌ای در نظر گرفته می‌شود که سرعت نسبی برای فازهای پراکنده در نظر گرفته نمی‌گردد مدل اویلرین برای هر فاز معادلات پیوستگی و مومنتوم جدا حل می‌کند این معادلات جهت تحلیل فازهای جامد سیال استفاده می‌گردد. همچنین به جهت مشاهده مقالات در این مورد می توانید به سایت ضمیمه شده مراجعه نمائید.