بررسي و مطالعه عددي مدل هاي مختلف سايش در جريان دو فازي جامد و گاز در زانوها

سايش به فرآيند جدا شدن ماده از سطح فلز در اثر كنش مكانيكي مثل برخورد ذرات جامد يا قطرات مايع گفته مي شود. سايش ناشي از برخورد ذرات جامد در صنايع مختلف حوزه ي انرژي از جمله نفت و گاز و پتروشيمي يكي از مهمترين مشكلات موجود در فرآيند توليد به شمار مي آيد و همين موضوع اهميت شناخت هرچه بيشتر اين پديده را نشان مي دهد. در اين راستا هدف از اين پژوهش استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي براي شبيه سازي مدل هاي مختلف سايش در هندسه ي زانوي 90 درجه در حالت جريان دو فازي جامد و گاز است. جريان هوا به همراه ذرات شن به عنوان فازهاي گاز و جامد در نظر گرفته شده است. از مدل اويلري براي فاز پيوسته هوا و مدل لاگرانژي براي فاز گسسته شن استفاده شده است. فرآيند شبيه‏سازي فرسايش بدين صورت انجام شد كه ابتدا ميدان سيال شبيه‏سازي شده، سپس رديابي ذرات جامدي كه همراه با سيال حركت مي‏كنند به روش لاگرانژي صورت مي‏گيرد و در انتها مدل فرسايش جهت بدست آوردن ميزان فرسايش پيش‏بيني شده، اعمال شد و نتايج با داده هاي آزمايشگاهي اعتبارسنجي شد. اين اعتبارسنجي مطابقت خوبي را بين سايش اندازه گيري شده با شبيه سازي و مقادير تجربي نشان مي دهد و پروفيل نمودار نرخ سايش براي هر دو مدل با نتايج تجربي هم خواني داشت و مشخص شد مدل سايشي اوكا و همكاران دقت بيشتري دارد و با داده هاي تجربي مطابقت خيلي خوبي دارد.