Üç fazlı karışımların yerçekimsiz ortamda ve homojen karışım şartlarında yatay silindirik borudaki akışının teorik incelenmesi

Bu çalışmada sıvı-sıvı–katı üç fazlı karışımın yatay silindirik boru içerisinden akışı incelenmiştir. Kararlı akışı ifade eden diferansiyel denklem sisteminin D’Alambert yöntemi ile analitik olarak çözümünden karışım fazlarının yerel hızları için ifadeler elde edilmiştir. Bu karışımın kararsız akışı sonlu farklar yöntemi kullanılarak sayısal yöntem ile de çözülmüştür. Kararlı akışın gelişim sürecini görmek için fazların yerel hızlarının zamana bağlı grafikleri çizilmiştir. Kararlı akışın analitik ve sayısal çözüm sonuçları farklı yarıçaplar için yerel hız grafikleri çizdirilerek karşılaştırılmıştır. Her iki çözümden elde edilen hız profillerinin uyum içerisinde oldukları saptanmıştır.

Theoretical examination of the three phase mixture flow in the horizontal cylindrical pipe in homogeneous conditions without gravity

In this study, liquid-liquid-solid three phase mixture flow through the pipe have been investigated. A differential equation system representing the steady state flow has been solved analytically with D’Alambert methods; formulas for the local velocities of the mixture phase have been obtained. The unsteady state flow of this mixture was also solved numerically by using finite difference equation method. Local velocity-time graphics has been obtained to see the phase in steady flow progress. The analytical and numerical solution results of steady state flow are compared by plotting local velocity graphs for different radiuses. It was obtained that the velocity profiles from both of the solutions are identical.

PDF

___

1. Ghorai, S., Suri, V., Nigam, K.D.P., “Numerical Modeling of Three-Phase Stratified Flow in Pipes”, Chemical Engineering Science, Cilt 60, 6637-6648, 2005.
2. Chen, X., Guo, L., “Flow Patterns and Pressure Drop in Oil–Air–Water Three-Phase Flow through Helically Coiled Tubes”, International Journal of Multiphase Flow, Cilt 25(6-7), 1053-1072, 1999.
3. Dağlı, F., Kaleli, A., “Moody Diyagramının İki Fazlı Akışa Uygulanabilirliği”, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt 20 (3-4), 37-39, 2000.
4. Öztürk, F., Apaydın, H., Walling, D.E., “Sakarya Havzasında Taşkınlarla Taşınan Asılı Sediment Miktarları”, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, Cilt 25 (6), 643-650, 2001.
5. Badr, H.M. , Habib, M.A., Ben-Mansour, R., Said, S.A.M., “Numerical Investigation of Erosion Threshold Velocity In a Pipe with Sudden Contraction”, Computers & Fluids, Cilt 34, 721–742, 2005.
6. Zhang, Q., Zhang, M., Jin, G., Dayou, L., Shu, C.W., “Modeling, Numerical Methods, and Simulation for Particle-Fluid Two-Phase Flow Problems”, Computers & Mathematics With Applications, No 47 (8-9), 1437-1462, 2004.
7. Atik, K., Racabovadiloğlu, Z., “Sıvı-Katı İki Fazlı Karışımın Kararsız Hareketlerinin Sayısal ve Slezkin-Targ Yöntemiyle İncelenmesi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 21, No 4, 661-666, 2006.
8. Rahmatulin, H.A.,”Osnovı Gidrodinamiki Vzaimopronikayuşih Dvijeniy”, Prikladnaya matematika i mekanika, Cilt 20, 1956.
9. Fayzullayev, D.F, Laminarnoye dvijeniye mnogofaznıh sred b trboprovodah, İzd. FAN, Taşkent, Özbekistan, 1966.
10. Latipov, K.Ş., ”O Nekotorıh Zadaçah Neustanovivşixsya Teçeniy Dvuh Komponentnıh Vyazkih Sred”, İzv. AN UzSSR Ser. Teh. Nauk, Cilt 4, 1963.
11. Fayzullayev, D.F, Gidromekaniçeskiye Modeli Dvijeniya Smesey, İzd. FAN, Taşkent, Özbekistan, 1972.
12. Çağal, B., Sayısal Analiz, Birsen Yayınevi, İstanbul, 1998.
13. Aldaş, K., Karabulut, H., “Yatay Bir Boru Üzerindeki Laminer Film Yoğuşmasının Silindirik ve Kartezyen Sınır Tabaka Denklemleriyle Simülasyonu”, Politeknik Dergisi, Cilt 4, No 2, 53-60, 2001.