تدفق سبيكة في الأنابيب: ماذا ، أنواع ، أنابيب مختلفة


تتناول هذه المقالة تدفق سبيكة في الأنبوب. تدفق الكتلة هو نمط من تدفق مرحلتين ، وبشكل أكثر تحديدًا تدفق الغاز السائل. في هذا النمط ، يتحرك السائل الأخف بشكل أسرع بشكل مستمر والذي يحتوي أيضًا على فقاعات غازية.

يمكن أن يتسبب تدفق سبيكة التدفق في حدوث تذبذبات في الضغط داخل تدفق الأنبوب. عادةً ما يُطلق على السائل الثقيل اسم سبيكة تتحرك بشكل أبطأ. ولكن يمكننا أن نشير أيضًا إلى فقاعات السائل الأخف سريع الحركة على أنها سبيكة. في هذه المقالة سوف ندرس عن تدفق سبيكة بالتفصيل.

ما هو تدفق سبيكة؟

تدفق سبيكة هو نمط يتم إجراؤه في تدفق مرحلتين حيث يتحرك المائع الأخف بشكل أسرع دافعًا على طول فقاعة الغاز المشتتة.

يشير المصطلح slug إلى سائل أثقل يتحرك ببطء. ولكن يمكننا استخدام هذا المصطلح للإشارة إلى سائل الولاعة الذي يتحرك بسرعة أيضًا. يحدث تدفق البزاقة داخل تدفق ثنائي الطور ، على وجه التحديد تدفق الغاز السائل. تذبذبات الضغط في الأنبوب ناتجة عن تدفق سبيكة هذا التدفق. دعونا ندرس المزيد حول هذا التدفق في أقسام أخرى من هذه المقالة.

تدفق سبيكة في الأنابيب
الصورة: تدفق سبيكة

صورة ائتمانات: مايكل فايبتدفق سبيكةCC BY-SA 4.0

ما هو حمل سبيكة في الأنابيب؟

يشير حمل سبيكة في الأنابيب إلى الحمل المطبق بواسطة تدفق سبيكة داخل الأنبوب. يتسم تدفق البزاقة بتسلسل متقطع من البزاقات السائلة التي تليها فقاعات غاز أطول تتدفق عبر الأنبوب.

كما تمت مناقشته في القسم أعلاه ، تشير البزاقة عادةً إلى سائل ثقيل يتدفق ببطء شديد. ولكن هنا يمكننا أن نشير إلى سائل أخف له حركة سريعة. يمكننا تجربة تذبذبات الضغط داخل الأنبوب بسبب حدوث تدفق سبيكة.

تدفق سبيكة في خط أنابيب أفقي

عندما يحدث تدفق السوائل في خط أنابيب أفقي ، يمكن الإشارة إلى تدفق سبيكة التدفق الناتج على أنه تدفق سبيكة في خط أنابيب أفقي.

لحساب الحمل الناتج عن تدفق سبيكة في خط أنابيب أفقي ، نحتاج إلى فهم أنه يعتمد على عوامل قليلة. هذه العوامل هي قطر الأنبوب ، مساحة المقطع العرضي للأنبوب ، القوة الناتجة ، زاوية الانحناء (في حالة الأنبوب الأفقي ، تكون الزاوية صفراً) وطول الأنبوب. سنقوم بدراسة معادلة حساب أحمال السدادة في القسم التالي.

صيغة تحميل سبيكة في خط أنابيب أفقي

لقد ناقشنا تدفق سبيكة التدفق في خط الأنابيب الأفقي والعوامل التي يعتمد عليها الحمل. سنناقش في القسم أدناه الصيغة المطلوبة لإيجاد حمل سبيكة في الاتجاه الأفقي.

يتم إعطاء صيغة تحميل سبيكة في خط الأنابيب الأفقي أدناه-

أين،

D هو قطر الأنبوب

أ هي منطقة المقطع العرضي للأنبوب

L هو طول الأنبوب

ثيتا هي زاوية الانحناء

F هي القوة المحصلة

تدفق سبيكة في الأنابيب العمودية

عندما يكون الأنبوب الذي يحدث فيه تدفق البزاقة عموديًا ، فإن التدفق الناتج يسمى تدفق سبيكة في الأنابيب الرأسية.

يعتمد حمل السدادة في الأنابيب الرأسية على عوامل مختلفة. هذه العوامل هي قطر الأنبوب ، مساحة المقطع العرضي للأنبوب ، طول الأنبوب ، زاوية الانحناء (في حالة الأنبوب الرأسي ، تكون الزاوية تسعين درجة) ، القوة الناتجة. في القسم التالي سنناقش معادلة حساب أحمال السدادة في الأنبوب الرأسي.

صيغة تحميل سبيكة للأنابيب الرأسية

تمت مناقشة العوامل التي يعتمد عليها حمل سبيكة التحميل في القسم أعلاه. الآن سنناقش الصيغة المستخدمة لحساب حمل سبيكة.

تمت مناقشة صيغة تحميل سبيكة في الأنبوب الرأسي في القسم الوارد أدناه-

أين،

D هو قطر الأنبوب

A هو المقطع العرضي للأنبوب

L هو طول الأنبوب

ثيتا هي زاوية الانحناء

تدفق سبيكة في الأنابيب المائلة

عند حدوث الأنبوب الذي يتم من خلاله تدفق سبيكة التدفق ، يتم إعادة التدفق الناتج كتدفق سبيكة في الأنابيب المائلة. سنرى العوامل التي يعتمد عليها حمل البزاقة في الأنبوب المائل.

يعتمد حمل السدادة على نفس العوامل مثل تلك الخاصة بالأنابيب الرأسية والأفقية. هذه العوامل هي قطر الأنبوب ومنطقة المقطع العرضي للأنبوب وطول الأنبوب وزاوية الميل أو الانحناء. في القسم التالي سنناقش الصيغة المستخدمة لحساب حمل سبيكة في الأنبوب المائل.

صيغة تحميل سبيكة للأنابيب المائلة

تعتمد صيغة تحميل سبيكة التحميل على بعض العوامل وقد تمت مناقشة هذه العوامل في القسم أعلاه بالفعل. في هذا القسم سوف نستخدم هذه العوامل ونتوصل إلى صيغة لحساب حمل سبيكة في أنبوب مائل.

يتم إعطاء صيغة تحميل سبيكة في القسم الموضح أدناه-

أين،

D هو قطر الأنبوب

A هو المقطع العرضي للأنبوب

L هو طول الأنبوب

ثيتا هي زاوية الانحناء

كيف تتجنب تدفق البزاقة في الأنابيب؟

يمكن أن يؤدي تدفق سبيكة التدفق إلى تذبذبات ضغط داخل الأنبوب. على الرغم من أنه يمكن تجنب تدفق سبيكة من خلال اتخاذ تدابير معينة. تتم مناقشة هذه التدابير في القسم التالي.

يمكن استخدام الطرق التالية لتجنب تدفق سبيكة في الأنابيب-

  • استخدام نقطة منخفضة لتصريف النفايات السائلة أو المجرى الجانبي
  • إن تقليل أحجام الخطوط إلى أدنى نقطة يسمح بها هبوط الضغط
  • الحفاظ على ترتيب تدفق الأنابيب بطريقة تحمي من تدفق الأنابيب.

تدفق المكونات مقابل تدفق سبيكة

الفرق بين الاثنين ليس كبيرًا جدًا لدرجة أننا نساوي جدول تفاضل له. كلا التدفقات متشابهة جدًا في الواقع ولها معاني متشابهة.

الفرق الوحيد بين تدفق السدادة وتدفق السدادة هو أنه في تدفق المكونات تتحرك الفقاعات بمعدل أبطأ من الفقاعات في تدفق سبيكة. أيضًا ، يكون حجم الفقاعات أصغر في تدفق المكونات مقارنة بحجم الفقاعات في تدفق سبيكة.

أمثلة على تدفق سبيكة

توضح القائمة أدناه الأماكن المختلفة التي يتم فيها استخدام تدفق سبيكة.

  • لإنتاج المحروقات في الآبار ونقلها عبر خطوط الأنابيب.
  • في محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية ، لإنتاج البخار والماء.
  • غليان وتكثيف أنظمة بخار السائل لمحطات الطاقة الحرارية.
  • لتبريد قلب المفاعلات النووية في حالات الطوارئ.
  • في المفاعلات الكيميائية ، لنقل الحرارة والكتلة بين الغاز والسائل.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات