الملخص
في هذه الورقة تم تطوير نموذج رياضي لدراسة نمو وانفصال فقاقيع الغاز أو البخار المتكونة عند فتحتين متجاورتين مغمورتين في مائع غير لزج النموذج الرياضي عامل الفقاعتين الناميتين كأنهما حجمين تحكمين يتسعان ويتحركان عموديا على خط المركز فوق جدار صلب.حركة الفقاقيع وجدت كنتيجة تأثير محصلة القوة على الفقاعة، والتي تشمل قوى الشد السطحي والطفو والزخم للغاز أو البخار والقصور الذاتي للسائل التي تم إيجاده بافتراض السائل غير لزج وغير دوراني.النموذج تم دمجه مع معادلات الطاقة والكتلة لدراسة فقاقيع بخار الماء المتكونة عند الفتحات نتيجة حقن البخار المشبع إلى داخل سائل الماء المضغوط (تحت التشبع).النموذج الرياضي تم مقارنته بنتائج تجريبية متوفرة في مرجع سابق، والتي تتعلق بنمو وانفصال فقاقيع بخار الماء المشبع المتدفقة بمعدل كتلة تابت (1.2 – 4 جرام /دقيقة ) خلال فتحتين متجاورتين قطر كل منهما 1 مم ومغمورتين في ماء تحت التشبع (3.5 – 35 م) وعند ضغط مطلق 2 و3 بار. وقد أشارت المقارنة إلى نجاح النموذج الرياضي في محاكاة نمو وانفصال فقاقيع البخار المتكونة ضمن شروط الدراسة.
ABSTRACT
A theoretical model has been developed as an extension of single orifice bubble formation to investigate the growth and detachment of vapor/ gas bubbles formed at two adjacent submerged orifices in inviscid fluids. The mathematical model treating the two bubbles as an expanding control volume moving to the line of centers above wall. The movement of the bubbles is obtained by application of force balance acting on the bubble and accounts for surface tension, buoyancy, steam momentum and liquid inertia effects. The liquid inertia effects are determined by applying inviscid and irrotational flow assumptions to allow potential flow theory to calculate the liquid velocity field which then allows the pressure distribution to be calculated. The model extended to include the mass and energy equations to model the steam bubble formation in sub-cooled water. The theoretical results compared with the available experimental data of bubble formation occur during constant mass flow steam bubble formation at two submerged upward facing orifices in sub-cooled water. The model was validated by available experimental for the growth and detachment processes for two adjacent 1 mm orifices at system pressures of 2 and 3 bars, flow rates of 1.2-4 g/min at sub-cooling of 3.5-35 oC. The comparisons of theory and experiments indicate that the model successfully predicts the bubbles growth and detachment for the range of conditions studied.
