جريان آرام سيال غيرنيوتني در تبديل واگراي متقارن محوري

The Laminar Flow of Non-Newtonian Fluid in a Sudden Expansion

در اين تحقيق، جريان دايمي سيال غيرنيوتني در تبديل واگراي متقارن محوري 1:3 به صورت عددي مطالعه شده است. روش تفاضل محدود براي گسسته سازي معادلات حاكم، روي شبكه جابه جا شده استفاده بكار رفته است. مدل غيرنيوتني مورد استفاده، مدل پنج ثابته كاريو-ياسودا مي باشد كه مي توان به خوبي خواص غيرنيوتني سيال را با آن مدل كرد. محدوده توان (n) براي اين مدل در نظر گرفته شده است. نتايج اين تحقيق، شامل خطوط جريان سيال در اين هندسه و پروفيل هاي سرعت و لزجت مي باشند. نتايج شبيه سازي عددي نشان مي دهد كه با كاهش توان نمايي n، طول گردابه هاي ايجاد شده و ناحيه توسعه يافتگي افزايش و افت فشار جريان كاهش مي يابد.

In this paper, the steady flow of Non-Newtonian fluid in axisymmetric sudden expansion with ratio 1:3 is solved numerically. Finite difference method is used to discrete the governing equation on a staggered mesh. The non-Newtonian model used, is the Carreau Yasuda five constants viscometric model. Using this model, non-Newtonian properties of the fluid can be simulated well. The range of the power law index is considered between 0.6 and 1.0. The results of this paper include the streamline diagrams, the axial velocity and viscosity and stress distributions for different values of the non-Newtonian properties. These results show that the length of vortex and the fully developing region decreases, on the other hand the pressure loss and the maximum axial velocity increases when the power law index (n) is decreased. It is shown that the magnitude of the velocity and viscosity in the center of the vortex are minimum and maximum respectively.