Nghiên cứu ứng dụng phần mềm fluent tính toán một số thông số động học hai dòng chất lỏng hỗn hợp trong đường ống

đặt vấn đề Có thể nói rằng, lịch sử phát triển ngành khoa học gắn liền với yêu cầu thực tế sản xuất Ngành thủy khí động lực học phát triển tuân theo quy luật Sự phát triển ngành thể liên hệ mật thiết khoa học nhu cầu thực tiễn, lý thuyết khoa học tồn phát triĨn cđa ®êi sèng x· héi Sù ®êi cđa ngành thủy khí động lực học trải qua chặng đờng đầy khó khăn trình phát triển đà đạt đợc thành tựu kỳ diệu Từ trớc công nguyên, Aristốt đà nghiên cứu tợng thủy động, đặc biệt vấn đề tơng hỗ chất lỏng với vấn đề chuyển động bắt đầu sơ khai cho ngành thủy khí động học Tuy nhiên, giới hạn trình độ phát triển khoa học kỹ thuật hạn chế đà dẫn đến số sai lầm Đến đầu kỷ 19 ngành thủy khí động lực học phát triển mạnh mẽ với công trình vĩ đại Ơle, Đanien Becnuli, Larngangiơ, Lômônôxốp đợc tách thành ngành độc lập phát triển mạnh mẽ từ trớc đến Ngày nay, lý thuyết chuyển động chất lỏng thực đợc tách thành lĩnh vực quan trọng qua kết nghiên cứu Navie Stốc mang tên phơng trình Navie- Stốc Song song với phát triển chất lỏng nhớt, ngành động lùc häc chÊt khÝ cã vËn tèc lín cịng xt Nh vậy, trình phát sinh phát triển ngành thủy khí động lực học thành tựu mà đạt đợc đóng góp to lớn kỹ thuật đời sống ngời Có thể nói không ngành khoa học kỹ thuật công nghệ đời sống có liên quan đến chất lỏng chất khí mà không ứng dụng nhiều đến lý thuyết thủy khí động lực học Đặc biệt giai đoạn thời đại giới hóa tự động hóa cao thời đại chinh phục vũ trụ, ngành thủy khí động lực học sở cho việc nghiên cứu khoa học kü tht phơc vơ ®êi sèng ng−êi [3], [5], [8] Cũng nh ngành khoa học khác, việc nghiên cứu tợng thủy khí động lực học cần phải kết hợp chặt chẽ lý thuyết thực nghiệm, giải toán theo phơng pháp sau: - Phơng pháp lý thuyết - Phơng pháp thực nghiệm - Phơng pháp bán thực nghiệm Trong phơng pháp lý thuyết bao gồm: + Phơng pháp tính xác + Phơng pháp tính gần (phơng pháp số) Trong thực tế kỹ thuật vấn đề đặt là: Hầu nh giải toán giải xác đợc mà phải theo phơng pháp gần toán phức tạp thờng gặp nhiều khó khăn, khối lợng tính toán nhiều đạt độ xác định [1], [14], [15] Trong giai đoạn hiƯn nay, víi sù ph¸t triĨn nh− vị b·o cđa công nghệ thông tin, với đời máy tính điện tử thông qua ngôn ngữ lập trình cho phép giải theo phơng pháp gần cách nhanh chóng thuận tiện cho độ xác nh mong muốn Đặc biệt việc ứng dụng chơng trình tính toán dòng chảy từ đơn giản đến phức tạp ngày đợc sử dụng nhiều kỹ thuật đời sống Những phần mềm thơng mại đợc chuyên gia công nghệ thông tin đa thị tr−êng ngµy cµng nhiỊu nh− Phonatics, Flow 3D, Start CD Matlad, Ansys, Fluent giúp mô tính toán thủy khí động lực học nhanh chóng hiệu Tuy nhiên phần mềm tính toán có phạm vi ứng dụng định, việc ứng dụng đòi hỏi phải có nghiên cứu tìm hiểu để phần mềm có hiệu cao Theo khuyến cáo nhà khoa học thủy khí, phần mềm Fluent dựa sở phơng pháp khối hữu hạn phần mềm mạnh đợc ứng dụng nhiều tính toán thủy khí động lực học Phần mềm có khả giải toán thực tế cách nhanh gọn, rút ngắn đợc thời gian thiết kế, giảm chi phí chế tạo thử thực nghiệm đảm bảo tính xác độ tin cậy mà trớc dùng phơng pháp tính toán thông thờng khó khăn, phức tạp, tốn mà không thu đợc kết cao Đặc biệt, phần mềm có khả mô thông số ảnh hởng dới dạng trờng biến đổi nh trờng vận tốc, trờng nhiệt độ, trờng áp suất mà phơng pháp khác làm đợc Với ý tởng làm để giải toán thủy khí động lực học cách dễ dàng, xác cao tiết kiệm đợc thời gian hiệu cao chọn đề tài nghiên cứu là: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học hai dòng chất lỏng hỗn hợp đờng ống Mục đích đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học (vận tốc, nhiệt độ, ¸p st) vµ biĨu diƠn nã d−íi c¸c tr−êng biÕn đổi toán hỗn hợp hai dòng chất lỏng đờng ống (dòng hai pha) Nội dung đề tài - Tìm hiểu phơng pháp tính toán thủy khí động lực học dòng hai pha nớc - Nghiên cứu, khảo sát, đánh giá phần mềm Fluent tính toán thuỷ khí động lực học - ứng dụng phần mềm Fluent tính toán thông số động lực học (vận tốc, nhiệt độ, áp suất) hai dòng chất lỏng hỗn hợp đờng ống - Xây dựng mô từ xác định đợc vùng chịu ảnh hởng thông số làm sở cho việc chọn vật liệu thiết kế đờng ống phù hợp Xác định thông số động học biến đổi vị trí vùng xác định Chơng 1: Tổng quan 1.1 tình hình nghiên cứu dòng nhiều pha lý thuyết tính toán phối trộn đờng ống 1.1.1 Tình hình nghiên cứu lý thuyết tính toán dòng nhiều pha 1.1.1.1 Tình hình nghiên cứu dòng nhiều pha nớc Vào năm 50 kỷ 20, nhà Bác học Nga vĩ đại G N Abramovich với kết nghiên cứu lý thuyết dòng phun rối đà đặt móng lĩnh vực nghiên cứu dòng phun rối nhiều pha Trớc đòi hỏi cấp thiết khả ứng dụng cao thực tiễn kỹ thuật công nghệ mà vấn đề nghiên cứu dòng phun rối nhiều pha, nhiều thành phần đợc nhiều nhà khoa học thuỷ khí giới quan tâm nghiên cứu nh Nga, Mỹ, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc, Bulgaria Tuy nhiên vấn đề phức tạp, cha đợc nghiên cứu cách đầy đủ lý thuyết tính toán thực nghiệm Trong nghiên cứu dòng chảy rối nhiều pha (nhiều thành phần), dòng pha trờng hợp riêng, đợc phát triển mạnh mẽ thập kỷ gần Sở dĩ đợc quan tâm nh trớc yêu cầu đòi hỏi ngày cao khoa học công nghệ đại nh ngành lợng, công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, vũ trụ hàng không, nông nghiệp, cứu hoả, vấn đề môi trờng nh lĩnh vực khác dòng chảy nh đợc ứng dụng rộng rÃi Trong năm gần với phát triển phơng pháp số việc nghiên cứu xây dựng mô hình dòng phun rối hai pha nhiều pha đạt đợc nhiều thành tiền đề nhiều thành phần nghiên cứu khoa học có giá trị Việt Nam, vấn đề mô số dòng phun rối nhiều pha, nhiều thành phần đến vấn đề mới, đợc nhà khoa häc thủ khÝ quan t©m ch−a nhiỊu Song tr−íc yêu cầu cấp thiết thực tiễn kĩ thuật ®êi sèng, ë n−íc ta mét sè nhµ khoa häc đà bắt đầu nghiên cứu nhng khía cạnh định hạn chế 1.1.1.2 Cơ së lý thut vỊ dßng hai pha Dßng phun rèi hai pha đợc hình thành phun chất lỏng (rắn) hay khí khỏi vòi phun chảy vào môi trờng chất lỏng hay chất khí Khi dòng tia chuyển động tính nhớt mạnh động vận tốc dòng chảy rối xuất xoáy chỗ tiếp giáp dòng tia với môi trờng xung quanh Các xoáy lôi phần chất lỏng (hay khí) môi trờng theo dòng tia Vì dòng tia loe dần phân tán vào môi tr−êng chÊt láng (khÝ) bao quanh nh− h×nh 1.1 [4], [9], [10] XH UH Cùc lng Um Uo Líp biªn b o Đoạn ban đầu Quá độ Bề mặt phân giới Đoạn Hình 1.1: Mô hình mô tả cấu trúc dòng phun [7] Chúng ta đà biết lý thuyết tính toán dòng chảy nhiều pha tồn phơng pháp nghiên cứu bản: Phơng pháp thống kê (statistical) Phơng pháp điểm kỳ dị (phenomenal tính lại đợc) Phơng pháp thống kê đợc xây dựng sở lý thuyết Boltsman hỗn hợp khí, đợc tổng quát hoá từ dòng chảy thành phần đến dòng chảy nhiều pha, Phơng pháp đợc phát triển công bè cđa V.V Struminski vµ céng sù [36],[37] Cã nhiỊu ứng dụng đáng kể phơng pháp điểm kỳ dị, đợc sử dụng phơng trình dạng Newton [5], phơng trình thờng gặp học chất lỏng cổ điển Những phơng pháp gần gũi với toán kỹ thuật với phơng trình vật lý chuyển động dòng chất lỏng trờng Chính mà phơng pháp đợc quan tâm thích đáng để mô hình hoá dòng chảy pha (nhiều pha) Những phép giải số mô tả đợc thực theo mô hình chất lỏng dòng chảy pha Một phơng pháp đợc sử dụng để nghiên cứu dòng chảy pha phơng pháp phần tử tạp chất cá biệt Lời giải đợc thực sở phơng trình chuyển động dạng Lagrange Sự chuyển động phần tử tạp chất đợc xem nh môi trờng chất lỏng (chất lỏng chất khí) không chuyển động Trờng vận tốc môi trờng chất lỏng đợc công nhận [12],[24] hay đợc tính toán [31],[35] sử dụng phơng tiện tính toán đại Với giúp đỡ phơng pháp này, chuyển động phần tử thờng gặp đợc nghiên cứu dới tác dụng lực tơng hỗ pha, trờng ngoại lực (tĩnh điện, nhiệt, ánh sáng) Dự đoán đợc tầm phun dòng phun phân tán [11],[13] Trạng thái phần tử tạp chất đợc nghiên cứu thiết bị lọc, hút bụi, tới phun ma thiết bị khác, tác dụng tơng hỗ phần tử với với thành rắn Việc nghiên cứu phơng pháp xấp xỉ (gần đúng) phần tử tạp chất cá biệt có tính chất dự đoán kết thu đợc khó tổng quát hoá cho dòng chảy tơng ứng với n phần tử chuyển động Điều hạn chế tính ứng dụng chúng việc giải dòng chảy pha * Dòng phun rối hai pha tồn dới dạng: - Đẳng nhiệt, không đẳng nhiệt; - Đối xứng, tiết diện phẳng; - Trong môi trờng không giới hạn, có giới hạn; - Rối xoáy (tự hay ngập); - Bao quanh vật rắn; - Tồn nguồn nhiệt; - Có phản ứng hoá học Trong trình xây dựng mô hình toán học dòng phun, đà sử dụng mô hình hai pha độc lập pha thứ hai (các hạt chất rắn hay lỏng) đợc xem nh môi trờng liên tục bên cạnh pha khí với đặc tính lý tơng tự Điều có nghĩa điều kiện tích phân viết đợc cho pha thứ hai nh phơng trình động lợng, mô men động lợng, lợng rối * Các dạng đặc trng dòng phun rối hai pha Dạng vi phân: phơng trình liên tục, phơng trình chuyển động (phơng trình trạng thái), luật chuyển hóa trình: đẳng nhiệt, đoạn nhiệt Dạng vi phân: phơng trình liên tục, phơng trình động lợng, phơng trình mô men động lợng, phơng trình lợng rối, phơng trình vi phân bậc cao Các điều kiên biên: điều kiện biên, điều kiên ban đầu Việc thiết lập mô hình toán dòng phun rối xoáy hai pha xuất phát từ việc thiết lập hệ phơng trình chuyển động dòng phun dới dạng vi phân Hệ phơng trình đợc xây dựng sở phơng trình bảo toàn khối lợng, động lợng, lợng phơng trình trạng thái dòng chất lỏng [28] đợc viết hệ toạ độ ®Ị c¸c ®iỊu kiƯn chun ®éng dõng cã d¹ng nh− sau : [ ∂ y jU g ρ g ] + ∂ [y V ρ ] = (1-1) ] + ∂ [y V ρ ] = (1-2) j g ∂x g ∂y [ ∂ y jU p ρ p ∂x j p p ∂y ∂ρ p ∂ρ p [y U ] ∂x + [y V ] ∂y j j [y j [y j ρ gU g ] ∂U g ρ pU p ] ∂U p [ + y ρ gV g ∂x g (y j [y j [y j [ ∂x g ρ pu p ) ∂w p ∂x ρ pU p ] ρ gU g ] ∂U g ] ∂y =− ρ g vg ) [ − y j ρ g h' g V ' g ] ∂y ∂U g p [ ∂y ] ∂∂Uy p (1-3) V'p ]− F y j (1-4) x =− [ ∂ y j ρ pU ' p V ' p ∂y ]+ F y j x (1-5) ν ∂ρ p ⎞ ∂ (wg ) ∂ ⎡ j ⎛ ⎛ ∂wg wg ⎞⎤ ⎟⎟ ⎟⎥ (1-6) = ⎜⎜ y j ρ g + − ⎢ y ρ gν ⎜⎜ Sc ∂y ⎠ ∂y y ⎟⎠⎦ ∂y ∂y ⎣ ⎝ ⎝ ∂y ∂ (wg ) w ⎞⎤ ∂ (w p ) ⎛ j ν ∂ρ p ⎞ ∂ (w p ) ∂ ⎡ j ⎛ ∂w ⎟⎟ = ⎜⎜ y + ⎢ y ρ pν ⎜⎜ p − p ⎟⎟⎥ y ⎠⎦ ∂y ∂y ⎣ ⎝ ∂y ⎝ Sc ∂y ⎠ ∂y [ + y j ρ gV g ]− ρ' ∂ y j ρgU 'g V 'g + y j ( ρ pV p + ρ ' P V ' P ) ∂x ∂x j + (y j ρ p v p ) ∂h p ∂h g ∂y [ ∂x j j [ + y j ( ρ pV p + ρ ' p V ' p ) (y ρ u ) ∂w + (y g =− p p ∂ y j ρ' p V ' p ]∂∂hx g =− ]∂∂hx P =− [ ] ∂ j y ρ p h ' p V ' p + Qy j ∂y [ (1-7) (1-8) ] ∂ j y ρ g h' g V ' g − ∂y − Qy j + Fx y j (U g − U p ) + Fy y j (V g − V p ) wg2 ∂P = ρg + Fy y y (1-9) (1-10) số j đợc sử dụng để mô tả dạng dòng phun j = j = tơng ứng với dòng phun phẳng dòng phun đối xứng Mối quan hệ pha phơng trình động lợng trao đổi nhiệt thông qua lực tơng tác pha Trong trờng hợp nghiên cứu đợc đề cập đến thành phần lực tơng tác theo phơng [28]: Fx - Thành phần dọc trục dòng phun ; Fy - Thành phần vuông góc với trục dòng phun ; 1.1.1.3 Các phơng pháp số nghiên cứu dòng chảy rối hai pha a) Phơng pháp tích phân Phơng pháp tích phân đợc thực dựa sở điều kiện tích phân, đặc trng cho dòng chảy Đây điều kiện bảo toàn khối lợng, động lợng, mô men động lợng, lợng Trong trờng hợp chung phơng trình vi phân thờng, phép giải chúng thực theo cách sau: đa vào đồng dạng phân bố theo mặt cắt ngang trị số hình dáng thông số dòng chảy, thờng đợc xác định thực nghiệm, điều kiện tích phân đợc biến đổi đa đến hệ phơng trình dạng hàm vi phân, bao gồm phơng trình đại số phơng trình vi phân thờng Chúng đợc giải theo phơng pháp số Giá trị cực đại hay trung bình thông số đợc xác định dòng chảy tơng ứng Có thể giải điều kiện tích phân đà nêu nh phơng trình vi phân thờng theo vài phơng pháp đà biết phép giải số phơng trình dạng tơng tự Điều đợc thực toán đơn giản số phơng trình Những công việc với việc sử dụng phơng pháp tích phân đợc thực sở điều kiện bảo toàn khối lợng động lợng, phụ thuộc thực nghiệm phát triển lớp biên dòng phun [11] Sơ đồ chất lỏng đợc thực gọi phơng pháp tạp chất thụ động [32] Việc mô hình hoá dòng phun rối pha với ứng dụng mô hình chất lỏng khác dòng chảy Hệ thống điều kiện tích phân đợc sử dụng sở bảo toàn khối lợng, động lợng, lợng pha, điều kiện tích phân bậc cao bảo toàn lợng pha nh mối liên quan bổ sung thông số 10 Hình 3.18: Sự thích hợp ô lới Hình 3.19: Sự thích hợp lới với ảnh hởng thông số 72 Để xét toàn biến đổi nhiệt độ, áp suất, vận tốc vài thông số động học khác nh cờng độ rối, lợng rối tốc độ phối trộn dòng ảnh hởng đến toàn lới lới đợc trình bày hình 3.19 Nhận xét so với kết chia lới ban đầu (hình 3.2) thấy rằng: So sánh biến đổi nhiệt độ lớn, thêm vào ảnh hởng vận tốc áp suất lới đà tự biến đổi cho phù hợp với thông số đầu vào nhằm đa kết xác hơn, nhng đảm bảo hình dạng lới tam giác Các điểm nút lới thay đổi không đáng kể chấp nhận đợc d) Tính số lần lặp thêm 100 lần Tính thêm 100 lần lặp kết đợc trình bày đồ thị 3.20 Đồ thị 3.20: Đồ thị biểu diễn thông số động học lới đà đợc hiƯu chØnh 73 Khi l−íi ®· cã sù thay ®ỉi biến đổi nhiệt độ gây nên nhiên biến đổi chấp nhận đợc Để cho kết thông số động học đợc xác ta kiểm tra lại tính liên tục toàn dòng hai pha, vËn tèc biÕn ®ỉi theo hai trơc x y, lợng rối cờng độ rối biến đổi trình hội tụ có thay đổi Từ đồ thị 3.20 nhận thấy sau thông số động học đà đợc chuẩn hóa lại đặc biệt thích hợp lới, toán cho kết hội tụ nhanh nhìn đồ thị 3.20 ta thấy điểm dới 60 lần lặp toán bắt đầu hội tụ lợng biến đổi bậc thông số lại biến đổi bậc hai điều có nghĩa lợng rối dòng hai pha lớn, vận tốc lớn, tốc độ biến đổi nhiệt độ nhanh tạo điều kiện cho kết đầu tối u Từ kết biểu cách toàn diện thích hợp lới tơng ứng nhiệt độ thay đổi (hình 3.21) Hình 3.21: Tổng hợp yếu tố ảnh h−ëng 74 NhËn xÐt chung + øng dơng phÇn mỊm Fluent để khảo sát toán dòng hai pha cho thấy: toán đợc mô cách rõ ràng biến đổi thông số động học nh vận tốc dòng chảy, áp suất, biến đổi nhiệt độ dòng hai pha ảnh hởng thông số đến thành ống, từ tạo điều kiện thuận lợi để chọn vật liệu làm ống thiết kế đờng ống thích hợp đảm bảo tính an toàn cho thiết bị hoạt động cho hiệu kinh tế Đồng thời rõ vị trí bị ảnh hởng nhiệt độ, vận tốc, áp suất hay cờng độ rối dòng hai pha lớn tức vùng thành ống nơi nguy hiểm Tùy theo nhu cầu sử dụng trờng hợp mà ta thay đổi thông số đầu vào hay chọn thông số đầu cho thích hợp + Bài toán làm sở cho toán thực tế sau này, thông số đầu vào thay đổi đợc Nếu cần đầu không khí nóng làm tác nhân sấy cho loại sản phẩm, yêu cầu đầu nhiệt độ phải ổn định thay đổi thông số đầu vào dòng hai pha tơng ứng với thông số chất khí Mặt khác, phần mềm mô thông số ảnh hởng cách xác, cụ thể, giảm chi phí cho trình thử nghiệm Đặc biệt ứng dụng toán để vận chuyển số loại nông sản, thủy sản yêu cầu tránh tợng xầy xớc cách thay đổi thông số động học cho cờng độ rối đạt giá trị yêu cầu cách thay đổi pha đầu vào + So với cách tính toán theo cách tính thông thờng nhận thấy áp dụng phần mềm Fluent cho kết tính toán nhanh hơn, vùng đọc kết rộng hơn, độ xác tin cậy cao, giảm chi phí thử nghiệm Đặc biệt Fluent cho phép mô mô hình hóa trờng vận tốc, nhiệt độ, áp suất biến đổi đờng ống, mà phơng pháp thông thờng làm đợc 75 Kết luận Đề nghị Kết luận (1) Lần nghiên cứu, ứng dụng phần mềm Fluent để tính toán mô mô hình hóa thông số động học dòng hai pha (2) Xây dựng thiết lập lời giải tổng quát từ toán khảo sát cho nhiều trờng hợp với thông số đầu vào khác Đây nói mạnh việc ứng dụng phần mềm cho việc xây dựng mô hình hóa nhằm mô thông số động học dới dạng trờng biến đổi (3) Đà xây dựng đợc chơng trình mô cách hiệu quả, chi tiết, đảm bảo tính xác độ tin cậy cao (4) Khảo sát tính toán đợc số giá trị chuẩn cho dòng hai pha làm khoa học cho nghiên cứu cho dòng nhiều pha sau (5) ứng dụng kết làm sở khoa học để áp dụng vào thực tế sản xuất, nhằm tính toán thiết kế đờng ống, chất liệu làm ống cho phù hợp đạt hiệu kinh tế cao (6) Khi ứng dụng phần mềm Fluent để khảo sát mô hình khác cho ta biết đợc thông số động học (vận tốc, nhiệt độ, áp suất) biến đổi vị trí mà ta mong muốn (7) Việc xây dựng mô hình khảo sát toán thực tế nh tiện ích việc giảng dạng môn học chuyên môn bổ ích cho thực hành sinh viên làm sở nghiên cứu khoa học sau Đề nghị Do lần khảo sát thông số động học dòng hai pha nói riêng toán khác phần mềm tính toán Fluent Vì kết mà thu nhận đợc dừng lại bớc đầu kết tính toán lý thuyết, để áp dụng thuận tiện thời gian tới cần tiếp tục nghiên cứu nội dung sau: 76 (1) Thực với nhiều toán khác làm sở cho việc ứng dụng thực tế sau (2) Tiếp tục sử dụng phần mềm Fluent để khảo sát nhiều thông số khác ứng với toán cụ thể tiến tới thành lập ngân hàng liệu làm chuẩn cho tính toán thủy khí động lực học (3) So sánh đối chứng kết tính toán lý thuyết (sử dụng Fluent) với kết nghiên cứu thực nghiệm 77 Tài liệu tham khảo A TIếng việt Hoàng Bá Ch (2003), Thủy khí động lực øng dơng, NXB Khoa häc kü tht, Hµ Néi Tạ Văn Đĩnh (2002), Phơng pháp sai phân phơng pháp phần tử hữu hạn, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Đình Dũng- Hoàng Văn Tần- Vũ Hữu Hải Nguyễn Thợng Bằng (2001), Máy thủy lực tuabin nớc máy bơm, NXB Xây dựng, Hà Nội Hoàng Đức Liên (2000), Thủy lực cấp thoát nớc nông nghiệp, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyến Thanh Nam, Hoàng Đức Liên (2000), Phơng pháp khối hữu hạn ứng dụng toán thủy khí ®éng lùc häc, NXB Khoa häc kü thuËt, Hµ Néi Nguyễn Ngọc Phơng (1998), Hệ thống điều khiển khí nén, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Ngọc Phơng Huỳnh Nguyễn Hoàng (2000), Hệ thống điều khiển thủy lực, NXB Giáo dục, Hà Nội Trần SÜ PhiƯt – Vị Duy Quang (1979), Thđy khÝ ®éng lực kỹ thuật tậpI tập II, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hữu Trí (2000), Bài giảng thủy khí kỹ thuật, Trờng đại học Bách khoa Hà Nội 10 Phạm Văn Vĩnh (1996), Cơ học chất lỏng ứng dụng, NXB Giáo dục, Hà Néi B TIÕng anh 11 Abramovich and et al G.N (1984), Theory of Turbulent Jet, Nauka, Moscow, Russian 12 Antonov and et al I.S (1992), “Influences of Motion of Particles for Twophase Turbulent Flow”, Proceeding of Scientific Conference MGU, Sofia, Vol 78 38, pp 111 – 118, Bulgarian 13 Antonov and L.A Elenkov.I.S (1996), “Numerical Investigation for Motion of Mixture (Vaporous Flows) in the Gas Environment”, Proceeding of Jubilee Scientific Conference, Sliven, Bulgaria, pp 241- 245, Bulgarian 14 Antonov I.S and et al (2003), “Kg - kp - εg - εp Turbulent Model for Two-phase Turbulent flows in Thermal and Mass Transmission Processes”, Proceeding of the International Scientific Conference EMF’2003, Oct 30 – Nov 1, Vol 1, Sofia, Bulgaria , pp 151- 159 15 Antonov I.S and Nam N.T (1991), “Numerical Methods for Modeling of a Two-phase Swirling Turbulent Jets”, Proceedings of International Symposium on Hydro-aerodynamics in Marine Engineering, HADMAR’91, Varna, Bulgaria, pp.34-1–35-5 16 Antonov I.S and Angelov M.S (1996), “Integral Method for Investigation of Two Dimensional Two-phase Turbulent Jet”, Proceeding of 10th International Conference Systems for Automation of Engineering and Research, Konstantin, Bulgaria, pp 156 - 160 17 Antonov I.S and et al (1996), “Direct Numerical Method of Two-phase symmetrical Turbulent Jets Particularly in Numerical Realize Results from Numerical Experiment”, News Bulletin of VIPOND-MVR, Sofia, Bulgarian 18 Antonov I.S and Petkov N.P (1993), Numerical Modeling of Two-phase Axial Symmetrical Turbulent Jets, The 8th International Conference on Laminar and Turbulent Flow, Swansea, U.K 19 Elghobashi S.E and Abou-Arab T.W (1983),“A Two-equation Turbulent Model for Two-phase flow”, Phys Fluids, Vol 26,4, pp 931-938 20 Elghobashi S.E and Abou-Arab.T.W (1982), “A Second Order Turbulent Model for Two-Phase flow”, International Journal Heat Transfer, Vol.5, pp 219 - 224 21 Gavin and et al (1983), “K - ε Model for Two-phase Turbulent Jets and Numerical Investigation”, Physic- Chemical Process in the Energy Establish, Minsk, ITMO, AS of BSSR, pp 11-15, Russian 22 Gavin L.B, Schreiber A A (1991) “Turbulent Flows in Gas-Particle 79 Mixtures”, Fluid and Gas Mechanic (VINITI), Moscow, pp 91-166, Russian 23 Gavin L.B., A.S Mulgi, and V.V Sor (1986), “Numerical and Experimental Research about Non-isothermal turbulent jets with Mixture Particles”, IFJ, vol 5, pp 735-742, Russian 24 Gorbis and et al (1976), “Influence of Powerful Factors on the Transfer Speed of Small Particles”, Which Moving in the Turbulent Gas Flow, IFJ, Vol 30,4, pp 657 - 664, Russian 25 JoelH Ferziger Milovan PerÝc Springer (1999) , Computational Methods for Fluid Dynamic, Berlin Hidelbery Germany 26 John Wiley & Sons, INC (1995), The Finite element method for engineers, United State of America 27 Lien H.D and et al (2001), “Mathematical Model of Two-phase Turbulent Flow”, Proceeding of the 2001 International Symposium on Advanced Engineering, Oct 24-25, Pusan, Korea, pp 88-97 28 Lien H.D and Antonov I.S, (1996), “Studying of Two-dimension, Twophase Non-isothermal Turbulent Jets by using Integral Method Analyses of the results obtained by Numerical Experiment”, Proceeding of International Conference EMF’96, Sofia, Vol 4, pp 81-86, Bulgarian 29 Lien H.D and et al, (1998), “One Modification of K - ε Turbulent Model of Two-phase Flows”, Vietnam Journal of Mechanics, No 2, Hanoi, pp 37 45 30 Lien H.D and et al (2001), “Numerical Modeling of Two-phase Nonisothermal Turbulent Jets”, Proceeding of the KSME 2001 Spring Annual Meeting E, 01S650, Cheju, Korea, pp 783-788 31 Miloevich and et al (1986), Comparison Analysis several Models for Inertial Particles, Which Caries Turbulence, USSR, Novosibirsk, pp 70 – 80, Russian 32 Nam and et al (1986), “Integral Method for Swirling Two-phase (WaterAir) turbulent jet”, J Masinostroene Vol 7, pp 304-306, Bulgarian 33 Nigmatulin R.I (1978), Foundations of Heterogeneous Mechanics, Moscow, Nauka, Russian 80 34 Schreiber A A., L.B Gavin, V.N Naumov, and V.P Latsenko (1987), “Turbulent Flows in Gas-Particle Mixtures”, Naukova dumka, Kiev, Russian 35 Shih T.H and Lumley J.L, (1986), “Second-order Modeling of Particle Dispersion in a Turbulent Flow”, J Fluid Mechanics, Vol 163, pp 349 – 364 36 Struminski and et al (1984), “The Hydrodynamic of Diffusion Gas-fluid Flows”, USSR, AS journal, Vol 128, pp 16-23, Russian 37 Struminski V.V (1988), Theory about Diffuse Environment of Gas Multi Components, Nauka, Moscow, pp 16-23, Russian 38 Townsend A.A - Camb 1956 , The Structure of Turbulent Shear Flow, Naukova dumka, Kiev, Russian 39 U Shuman and et al (1984), Direct Method for Numerical Model of Turbulent Flow, Method for calculation Turbulent Flow, “Mir”, Moscow, pp 103 - 226, Russian 81 Phơ lơc KÕt qu¶ tÝnh to¸n Welcome to Fluent 5.3.18 Copyright 1999 Fluent Inc All Rights Reserved Loading "C:\FLUENT.INC\fluent5.3\lib\fl_s1186.dmp" Done License for fluent expires 01-jan-2020 > Reading "D:\Setup\SETUP\FLUENT\Tut5\ELBOW\ELBOW1.CAS" 918 triangular cells, zone 9, binary 1300 2D interior faces, zone 3, binary 100 2D wall faces, zone 4, binary 2D velocity-inlet faces, zone 5, binary 2D velocity-inlet faces, zone 6, binary 2D pressure-outlet faces, zone 7, binary 34 2D wall faces, zone 8, binary 537 nodes, binary 537 node flags, binary Done Building grid, materials, interface, zones, wall-8 pressure-outlet-7 velocity-inlet-6 82 velocity-inlet-5 wall-4 internal-3 fluid-9 Done Grid Check Domain Extents: x-coordinate: (m) = 0.000000e+00, max (m) = 1.625600e+00 y-coordinate: (m) = -1.152788e-01, max (m) = 1.625600e+00 Volume statistics: Minimum volume (m3): 1.794957e-04 Maximum volume (m3): 2.830411e-03 Total volume (m3): 1.085759e+00 Face area statistics: Minimum face area (m2): 2.018039e-02 Maximum face area (m2): 1.046036e-01 Checking number of nodes per cell Checking number of faces per cell Checking thread pointers Checking number of cells per face Checking face cells Checking face handedness Checking element type consistency Checking boundary types: Checking face pairs Checking periodic boundaries 83 Checking node pairs Checking node count Checking nosolve cell count Checking nosolve face count Checking face children Checking cell children Done No nodes moved, smoothing complete Done Number faces swapped: Number faces visited: 1300 Iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 0000e+00 1.6781e+01 5.9876e+00 5.7867e-04 1.3501e-01 6.5208e-01 0:00:00 99 1.0000e+00 8.6149e-02 9.1384e-02 2.6304e-04 1.2841e-01 5.3031e-01 0:00:00 98 8.9274e-01 4.0624e-02 5.2534e-02 1.6516e-04 6.7075e-02 1.9231e-01 0:00:00 97 5.9712e-01 1.7662e-02 3.3468e-02 1.7143e-04 4.4143e-02 1.2392e-01 0:00:0096 8.6787e-01 2.3771e-02 3.9538e-02 1.5632e-04 3.4899e-02 8.6909e-02 0:00:0095 7.2079e-01 1.8172e-02 3.7012e-02 1.4352e-04 2.9356e-02 6.9773e-02 0:00:0094 5.3340e-01 1.4975e-02 2.0512e-02 1.0637e-04 2.7026e-02 5.9849e-02 0:00:0093 4.1352e-01 1.0416e-02 1.3037e-02 1.1048e-04 3.0480e-02 6.0392e-02 0:00:00 92 4.7997e-01 1.4438e-02 2.8251e-02 8.8195e-05 2.4262e-02 5.1851e-02 0:00:0091 10 2.8831e-01 8.4487e-03 1.0467e-02 6.5641e-05 2.3140e-02 4.6549e-02 0:00:0090 11 2.2930e-01 5.8238e-03 iter 8.2582e-03 5.9143e-05 1.9432e-02 3.8528e-02 0:00:0089 continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 122.0470e-01 4.9199e-03 7.3736e-03 5.3896e-05 1.8194e-02 3.8347e-02 0:00:0088 132.0638e-01 4.8562e-03 7.3737e-03 5.1286e-05 1.7430e-02 3.9601e-02 0:00:0087 141.6894e-01 4.0103e-03 6.3641e-03 4.5226e-05 1.5205e-02 3.3759e-02 0:01:26 86 151.4297e-01 3.5964e-03 5.7208e-03 4.0093e-05 1.2937e-02 2.6668e-02 0:01:0885 161.3202e-01 3.1344e-03 5.2941e-03 3.6124e-05 1.0931e-02 1.9623e-02 0:00:5484 171.1825e-01 2.8858e-03 5.0317e-03 3.2606e-05 9.3903e-03 1.4372e-02 0:00:4283 84 181.0701e-01 2.6284e-03 4.6907e-03 3.0590e-05 8.2923e-03 1.2029e-02 0:00:382 191.0066e-01 2.4149e-03 4.3445e-03 2.8163e-05 7.4573e-03 1.0768e-02 0:00:27 81 20 9.6197e-02 2.2462e-03 4.0136e-03 2.5638e-05 6.7396e-03 9.8029e-03 0:00:21 80 21 9.1140e-02 2.0576e-03 3.7563e-03 2.3270e-05 5.9818e-03 8.8632e-03 0:00:17 79 22 8.5116e-02 1.8907e-03 3.5280e-03 2.1725e-05 5.3619e-03 9613e-03 0:00:13 78 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 23 8.4926e-02 1.7753e-03 3.3396e-03 2.0201e-05 4.7972e-03 7.0477e-03 0:00:10 77 24 8.2847e-02 1.6765e-03 3.1926e-03 1.8288e-05 4.4051e-03 6.4567e-03 0:00:08 76 25 7.6604e-02 1.5532e-03 3.0502e-03 1.6988e-05 4.0138e-03 5.8955e-03 0:00:06 75 26 7.1306e-02 1.4377e-03 2.9240e-03 1.5645e-05 3.6556e-03 5.4161e-03 0:00:05 74 27 6.4830e-02 1.3186e-03 2.8307e-03 1.4438e-05 3.2789e-03 4.9306e-03 0:00:04 73 28 5.9725e-02 1.2263e-03 2.7459e-03 1.3225e-05 2.9199e-03 3955e-03 0:00:03 72 29 5.6350e-02 1.1359e-03 2.6554e-03 1.2093e-05 2.5905e-03 3.8789e-03 0:00:02 71 30 5.1109e-02 1.0473e-03 2.5448e-03 1.1443e-05 2.3086e-03 3.3208e-03 0:00:02 70 31 4.7322e-02 9.6598e-04 2.4131e-03 1.0082e-05 2.0452e-03 2.8181e-03 0:00:02 69 32 4.5203e-02 8.5077e-04 2.2782e-03 9.0389e-06 1.8856e-03 2.4607e-03 0:00:01 68 33 4.1510e-02 7.8268e-04 2.1348e-03 8.0096e-06 1.6807e-03 2.1092e-03 :00:01 67 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 34 4.2070e-02 7.0097e-04 1.9887e-03 7.5278e-06 1.5888e-03 2.0143e-03 0:00:01 66 35 4.1099e-02 6.4962e-04 1.8382e-03 6.5561e-06 1.5133e-03 1.8847e-03 0:00:0165 36 3.9382e-02 5.8763e-04 1.6910e-03 6.5300e-06 1.4020e-03 1.7130e-03 0:00:00 64 37 3.6043e-02 5.4934e-04 1.5410e-03 5.6486e-06 1.2830e-03 1.5357e-03 0:00:00 63 38 3.2315e-02 4.9191e-04 1.4052e-03 4.8780e-06 1.1512e-03 1.3711e-03 0:00:00 62 39 2.9039e-02 4.4512e-04 1.2701e-03 4.5191e-06 1.0454e-03 1.2349e-03 0:00:00 61 40 2.7355e-02 4.1333e-04 1.1488e-03 4.3745e-06 9.6685e-04 1.1439e-03 0:00:00 60 41 2.5423e-02 4.0870e-04 1.0396e-03 3.8337e-06 8.9822e-04 1.0476e-03 0:00:00 59 42 2.3375e-02 3.7344e-04 9.3373e-04 3.4863e-06 8.0597e-04 9.3169e-04 0:00:00 58 43 2.0162e-02 3.4533e-04 8.3268e-04 3.4068e-06 6.9915e-04 8.0787e-04 0:00:00 57 44 1.7740e-02 3.2764e-04 7.4594e-04 3.0832e-06 6.0298e-04 6.8521e-04 0:00:00 56 85 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 45 1.6400e-02 3.0022e-04 6.6822e-04 2.7959e-06 5.2163e-04 5.8242e-04 0:00:00 55 46 1.4911e-02 2.7241e-04 5.8176e-04 2.5103e-06 4.5507e-04 5.1077e-04 0:00:11 54 47 1.3804e-02 2.4224e-04 5.0738e-04 2.3005e-06 3.9804e-04 4.4500e-04 0:00:09 53 48 1.2423e-02 2.1925e-04 4.3677e-04 2.0456e-06 3.4369e-04 3.8891e-04 0:00:07 52 49 1.1087e-02 1.9143e-04 3.7017e-04 1.9931e-06 3.0011e-04 3.4874e-04 0:00:05 51 50 9.9910e-03 1.7678e-04 3.1604e-04 1.6646e-06 2.7711e-04 3.2840e-04 0:00:04 50 51 8.7310e-03 1.5107e-04 2.6672e-04 1.3542e-06 2.4761e-04 2.9707e-04 0:00:03 49 52 7.5822e-03 1.3002e-04 2.2535e-04 1.1332e-06 2.1407e-04 2.6357e-04 0:00:03 48 53 6.5821e-03 1.0885e-04 1.8821e-04 8.9169e-07 1.8368e-04 2.2880e-04 0:00:02 47 54 5.6268e-03 8.8280e-05 1.5529e-04 7.1979e-07 1.5450e-04 1.9360e-04 0:00:02 46 55 4.7342e-03 7.0078e-05 1.2932e-04 5.4467e-07 1.2774e-04 1.5935e-04 0:00:01 45 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 56 4.0122e-03 5.7773e-05 1.1017e-04 4.4206e-07 1.0357e-04 1.2818e-04 0:00:01 44 57 3.3973e-03 4.8669e-05 9.2989e-05 3.5642e-07 8.5022e-05 1.0459e-04 0:00:01 43 58 2.8020e-03 3.9199e-05 7.5944e-05 3.1909e-07 7.0267e-05 8.7961e-05 0:00:01 42 59 2.2980e-03 3.0469e-05 5.9264e-05 2.4602e-07 5.8893e-05 7.4010e-05 0:00:00 41 60 1.8500e-03 2.4014e-05 4.7770e-05 2.0840e-07 4.8963e-05 6.1976e-05 0:00:00 40 611.5155e-03 1.9550e-05 3.9037e-05 1.8042e-07 4.0861e-05 5.2771e-05 0:00:00 39 62 1.2420e-03 1.5897e-05 3.2302e-05 1.6175e-07 3.4341e-05 4.5709e-05 0:00:00 38 63 1.0465e-03 1.3476e-05 2.7140e-05 1.5205e-07 2.9305e-05 4.0392e-05 0:00:00 37 64 solution is converged 64 8.5318e-04 1.1017e-05 2.2485e-05 1.2386e-07 2.4733e-05 3.4937e-05 :00:0036 86 ... lỏng hỗn hợp đờng ống Mục đích đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học (vận tốc, nhiệt độ, áp suất) biểu diễn dới trờng biến đổi toán hỗn hợp hai dòng chất lỏng. .. toán thủy khí động lực học cách dễ dàng, xác cao tiết kiệm đợc thời gian hiệu cao chọn đề tài nghiên cứu là: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học hai dòng chất lỏng. .. 6: Tính toán thông số động học dòng hai pha tơng ứng với giá trị ban đầu Trớc tính toán thông số động học dòng hai pha tơng ứng phải chọn giá trị lới, nhập giá trị ban đầu dòng chảy Sau tính toán