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Tipo: article
Título: Modelling of stratified gas–liquid two-phase flow in horizontal circular pipes
Autor(es): SAMPAIO, Paulo Augusto Berquo de
FACCINI, José Luiz Horacio
JIAN, Su
Resumo: This paper reports numerical and experimental investigation of stratified gas–liquid two-phase flow in horizontal circular pipes. The Reynolds averaged Navier–Stokes equations (RANS) with the k–ω turbulence model for a fully developed stratified gas–liquid two-phase flow are solved by using the finite element method. A smooth interface surface is assumed without considering the effects of the interfacial waves. The continuity of the shear stress across the interface is enforced with the continuity of the velocity being automatically satisfied by the variational formulation. For each given interface position and longitudinal pressure gradient, an inner iteration loop runs to solve the non-linear equations. The Newton–Raphson scheme is used to solve the transcendental equations by an outer iteration to determine the interface position and pressure gradient for a given pair of volumetric flow rates. Favorable comparison of the numerical results with available experimental results indicates that the k–ω model can be applied for the numerical simulation of stratified gas–liquid two-phase flow.
Abstract: Este artigo relata investigação numérica e experimental do escoamento bifásico gás-líquido estratificados em tubos circulares horizontais. A média de Reynolds equações de Navier-Stokes (RANS) com o modelo de turbulência k-ω para um fluxo de duas fases gás-líquido estratificada totalmente desenvolvida são resolvidos utilizando o método do elemento finito. Uma superfície de interface lisa é assumido, sem considerar os efeitos das ondas interfaciais. A continuidade da tensão de corte através da interface é imposta com a continuidade da velocidade de ser automaticamente satisfeito pela formulação variacional. Para cada posição de interface dada e gradiente de pressão longitudinal, um circuito de iteração interior corre para resolver as equações não lineares. O esquema de Newton-Raphson é usado para resolver as equações transcendentes por uma iteração exterior para determinar a posição da interface do gradiente de pressão e para um dado par de caudais volumétricos. Favorável comparação dos resultados numéricos com resultados experimentais disponíveis indica que o modelo k-ω pode ser aplicado para a simulação numérica de escoamento de duas fases gás-líquido estratificado.
Palavras-chave: Gas–liquid two-phase flow
Smooth stratified flow
k–ω model
Finite element method
Computational simulation
CNPq: Engenharia e Segurança de Reatores Nucleares
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Instituto de Engenharia Nuclear
Sigla da Instituição: IEN
Tipo de Acesso: restrictAccess
???metadata.dc.rights.uri???: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931007006126
URI: http://hdl.handle.net/ien/856
Data do documento: 2-Fev-2007
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