The Effect of Curvature Ratio on Flow Structureand Fluids Mixing in 90o bent square duct.

الملخص

كثير من المشاكل الميكانيكة والكيمياوية تعتمد بالأساس على خصائص الأختلاط لسائل مرشوش مع الغاز الحامل له وهي عملية تتأثر بقوة بمعدلات تبادل الكتلة والحرارة. الجريان الثانوي الناتج عن قوى الطرد المركزي المصاحبة لتغير جوهري في اتجاه الجريان يسبب تكون دوامات متعاكسة الدوران. تهدف الدراسة الى التحقق من أثر نسبة الأنحناء على بنية الجريان وشدة الاضطراب خلال عملية خلط سائل مع غاز لمنظومة حقن ماء مسبقة لمجرى منحني. تستثمر الدراسة تقنية المعالجة الصورية التجريبية PIV بهدف تعقب عملية تكون جريان ثانوي اثناء انتقال خليط ماء-هواء عبر جزء منحني من المجرى. أعتمدت الدراسة ثلاث نسب أنحناء 0.25,0.5 و0.75  لمتوسط سرع 2.5  و 5 m/s لجريان هواء عبر مجرى مربع. تظهر الصور تكون زوج من دوامات دوارة (رباعية-الفصوص) لكل نسب الأنحناء المدروسة مع اندفاع  الدوامات القريبة من الجدار الداخلي للمنحني نحو الخارج مع تناقص نسبة الأنحناء كنتيجة لتأثير الطرد المركزي وأنفصال الجريان. تصميم وترتيب مصفوفة حاقنات الماء تقرر أستنادا الى المحاكاة العددية بأستخدام الحزمة البرمجية ANSYS FLUENT 19.R1 مع اعتماد نموذج الأضطراب RNG-k-. النتائج العددية تظهر ان شدة التدويم لها تأثير صغير على عملية الخلط عند تغير عدد رينولدز ولكنها تتأثر بقوة مع تغيير نسبة الأنحناء. المقارنة الظواهرية بين النتائج التجريبية والعددية قدمت تقاربا جيدا للدراسة الحالية، حيث أن الحد الأقصى للانحراف المسجل كان (7,1)%.