| Περίληψη: | Το πεδίο ενδιαφέροντος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η υπολογιστική και πειραματική διερεύνηση διφασικής ροής αέρα-νερού. Η ροή αυτή διενεργήθηκε σε αγωγούς κυκλικής διατομής και, πιο συγκεκριμένα, σε διακλαδώσεις τύπου-Τ διαφόρων προσανατολισμών. Οι γωνίες του πλευρικού βραχίονα των διαχωριστών που μελετήθηκαν ήταν 30^0, 45^0, 90^0 μοίρες.
Ειδικότερα, μελετήθηκε ο βαθμός διαχωρισμού αλλά και η μεταβολή του για σταθερή παροχή όγκου νερού και μεταβαλλόμενη παροχή όγκου αέρα, αλλά και αντιστρόφως. Η ανεύρεση και μελέτη ελληνικής αλλά και ξενόγλωσσης βιβλιογραφίας ήταν το πρώτο βήμα, ώστε να γίνει κατανοητή η διαδικασία διαχωρισμού των επιμέρους φάσεων ενός πολυφασικού μίγματος, αλλά και το πώς μπορεί να επαναληφθεί το φαινόμενο πειραματικά, αλλά και να συγκριθεί με αντίστοιχα υπολογιστικά αποτελέσματα. Επίσης, έπρεπε να διερευνηθούν τόσο οι παράμετροι που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την προκύπτουσα ροή, όσο και το μοτίβο ροής που θα αναπτυσσόταν.
Μεγάλο τμήμα της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας κατείχε ο σχεδιασμός της πειραματικής διάταξης, αλλά και η κατασκευή της. Το σύνολο των εξαρτημάτων που χρησιμοποιήθηκαν στην πειραματική διάταξη σχεδιάστηκαν στο πρόγραμμα τρισδιάστατης σχεδίασης Autodesk Inventor. Επιπλέον, κάποια τυποποιημένα εξαρτήματα (όπως μούφες, μαστοί κ.λπ.) ανακτήθηκαν μέσω δωρεάν διαδικτυακών βιβλιοθηκών τρισδιάστατων σχεδίων. Μετά την αποπεράτωση των σχεδίων ακολούθησε η συναρμολόγηση και δοκιμή της πειραματικής εγκατάστασης, ώστε να βεβαιωθεί η σωστή και ασφαλής λειτουργία της, αλλά και η ποιότητα των αποτελεσμάτων που θα μπορούσαν να εξαχθούν. Τα πειραματικά αυτά αποτελέσματα συγκρίθηκαν έπειτα με υπολογιστικά που είχαν εξαχθεί από το εμπορικό λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής Ansys Fluent. Ειδικότερα τα δεδομένα αυτά ελήφθησαν αυτούσια από την διδακτορική διατριβή του Γ. Μακρυγιάννη (2020), διότι στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή δόθηκε ιδιαίτερη βαρύτητα στη λεπτομερή σχεδίαση του πειραματικού μοντέλου, η κατασκευή του αλλά και η διεξαγωγή του συνόλου των πειραμάτων.
Τα αποτελέσματα της πειραματικής και της υπολογιστικής διαδικασίας έδειξαν έναν υψηλό βαθμό διαχωρισμού χωρίς μεγάλες μεταβολές. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων αυτών επιβεβαίωσε την αξιοπιστία των διαδικασιών που εφαρμόστηκαν στις δύο (2) μεθόδους διερεύνησης που ακολουθήθηκαν. Τα μοτίβα ροής, τέλος, που αναπτύχθηκαν στον οριζόντιο αγωγό της πειραματικής διάταξης διαχωρισμού αντιστοιχούσαν σε μοτίβα στρωματοποιημένης (stratified flow) και κυματοειδούς στρωματοποιημένης ροής (stratified-wavy flow).
|
|---|
