Μελέτη και κατασκευή καναλιού διφασικής ροής

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την κατασκευή και πιο συγκεκριμένα τη βελτιστοποίηση της κατασκευής ενός καναλιού διφασικής ροής για τη διευκόληνση της μελέτης του φαινομένου της διφασικής ροής με όλες τις δυνατές μεθόδους καθώς και την κατανόηση των καθεστώτων και των διαφόρων περιοχών διφασικής ροής αέρα νερού,τόσο στην οριζόντια όσο και στη ροή υπό κλίση. Για το λόγο αυτό κατασκευάστηκε μεταλλικό κανάλι μήκους 12 m πάνω στο οποίο τοποθετήθηκε αγωγός Plexiglas μήκους επίσης 12m και διαμέτρου 2,54cm.Το κανάλι έχει τη δυνατότητα να παίρνει κλίσεις της τάξης +/- μιας μοίρας και στη παρούσα εργασία έγινε πειραματική μελέτη για -0,7 μοίρες.Το διφασικό μίγμα που χρησιμοποιήθηκε ήταν αέρας-νερό ενώ για την ταυτοποίηση των καθεστώτων και περιοχών ροής έγινε με την οπτική παρατήρηση και την αγωγιμομετρική μέθοδο. Αρχικά περιγράφονται τα σύμβολα και οι παράμετροι που χρησιμοποιούνται καθώς και τα διάφορα είδη και καθεστώτα ροής. Στη συνέχεια με την οπτική παρατήρηση ταυτοποιούνται και παρουσιάζονται χάρτες περιοχών ροής για οριζόντια ροή και στη συνέχεια για ροή υπό κλίση θ=-0,7.Επιπλέον παρατίθενται διαγράμματα μετρήσεων τις αγωγιμομετρικής μεθόδου τόσο για οριζόντια όσο και για υπό κλίση ροή. Ακόμα παρουσιάζονται τα κυριότερα μοντέλα ανάλυσης της διφασικής ροής και περιγράφεται η διαδικασία πρόβλεψης των βασικότερων παραμέτρων ενώ αναφέρονται οι κυριότεροι μηχανισμοί μετάβασης των καθεστώτων ροής. Στα τελευταία κεφάλαια γίνεται περιγραφή της πειραματικής διάταξης και της διαδικασίας των μετρήσεων για το χάρτη περιοχών ροής και αυτών για το πάχος της υγρής στοιβάδας με την άμεση και κυρίως την αγωγιμομετρική μέθοδο. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα και οι προτάσεις για περαιτέρω μελέτη. Στο παράρτημα περιέχονται οι καμπύλες βαθμονόμησης των διαφόρων ροομέτρων και των μετρητικών εξαρτημάτων της αγωγιμομετρικής μεθόδου.