Silindirik bir boruda iki fazlı akış dinamiğinin incelenmesi

Özet

İki fazlı akış sistemlerinden biri de gaz yardımıyla sıvının yer değiştirmesi olayıdır. Bu akış türünde dairesel veya dairesel olmayan kesit alanına sahip bir boru içerisindeki sıvı kendisinden daha az viskoz olan bir akışkan (gaz) yardımıyla yer değiştirmektedir. Bu yer değiştirme olayında gaz sıvı ile dolu geometri içerisinde ileri doğru hareket ederken, arkasından cidarlarda biriken bir miktar sıvı bırakır. Bu çalışmada 5.3 mm iç çapa sahip cam boru içerisindeki CMCNa kullanılarak hazırlanmış Newtonian olmayan sıvının (Pseudo plastik akışkan) hava yardımıyla yer değiştirmesi olayı farklı sıcaklıklarda incelendi. Boru cidarında biriken Newtonian olmayan akışkan kesri Capillary, Ca, sayısının fonksiyonu olarak farklı sıcaklıklarda belirlendi. Ca sayısındaki artma ile boru duvarında biriken sıvı kesrinin asimptotik olarak arttığı görüldü. Ayrıca artan sıcaklıkla boru duvarında biriken sıvı kesri azalırken, çözelti konsantrasyonundaki artma ile sıvı kesrinin arttığı görüldü.

Abstract

Gas-assisted displacement process is one of two-phase flow systems. In this type of flow a more viscous liquid in a geometry having either cylindrical or non-cylindrical cross-section is displaced by a less viscous one (gas). In this displacement process while a gas proceeds in geometry filled with a liquid, it leaves the liquid on the walls of the geometry. In this study a non-Newtonian fluid prepared from CMCNa (Pseudo plastic) confined in a tube having an inner diameter of 5.3 mm at the different temperature is displaced by air. The fraction of non-Newtonian fluid deposited on the geometry walls as a function of Capillary number, Ca, is determined at the different temperature. It is observed that the liquid fraction on the tube walls increases asymptotically with increasing Capillary number. In addition, while the liquid fraction on the tube walls decreases with increasing temperature, it increases with increasing liquid concentration.