بررسی عددی تاثیر مکش جانبی هوا از نازلهای تزریق بر عملکرد دستگاه ورتکس تیوب

در این مطالعه با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، به بررسی تاثیر مکش جانبی از نازلهای تزریق، برعملکرد دستگاه ورتکس تیوب و دمای خروجی سرد پرداخته شده است. پارامتر جدیدی با عنوان δ که بصورت درصد نسبی دبی جرمی خروجی از حفره به دبی جرمی ورودی به ورتکس تیوب بیان می گردد، تعریف می شود و بر اساس آن مقایسه ای بین حالت های حفره دار و بدون حفره انجام می شود. پدیده جریان های برگشتی به عنکوان یک عامل تاثیرگذار در ساختار جریان دستگاه و همچنین تناظر موجود بین ماکزیمم سرعت چرخشی در محفظه چرخش و دمای خروجی سرد و ضریب عملکرد دستگاه، پارامترهای کلیدی هستند که در این تحقیق به بررسی آنها پرداخته شده است. معادلات بنیادی میدان جریان بوسیله نرم افزار فلوئنت و با یک مدل تراکم پذیر سه بعدی و توربولانس با مدل استاندارد k-ε حل گردیده اند. به منظور بررسی تاثیر مکش جانبی از نازلها، سوراخی در خروجی هر نازل ایجاد شده و به ازای دبی های جرمی ورودی مختلف به دستگاه، نتایج استخراج و تحلیل می شوند، بدین منظور برای بهبود الگوی جریان، افرایش مقدار ماکزیمم سرعت و دستیابی به دمای خروجی سرد پایینتر، مقادیر مختلف برای فشار حفره تخصیص یافته است. نتایج نشان می دهد که با ایجاد حفره در انتهای نازلهای تزریق، با بهبود یافتن ماکزیمم مقدار سرعت چرخشی در محفظه چرخش نسبت به حالت بدون حفره، کاهش دمای خروجی سرد در اکثر حالات مشاهده می شود. نتایج عددی بدست آمده با نتایج تجربی موجود اعتبار دهی اولیه می شوند که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد.

کلیدواژه ها:

ورتکس تیوب ، مکش جانبی ، فشار خروجی حفره ، ماکزیمم سرعت چرخشی ، جدایش انرژی