اثر هندسه ی نازل بر عملکرد آن در حالت خارج از طرح در جریان دارای شوک و جدایش لایه مرزی

در این مقاله، جریان تراکم پذیر در هندسه های مختلف در نازل همگرا واگرا در شرایط خارج از طرح دارای شوک و جدایش لایه مرزی بررسی شده است. نسبت مساحت سطح خروجی به گلوگاه و فشار کل محفظه احتراق ثابت، ولی نوع هندسه نازل متغیر است. معادلات ناویراستوکس برای جریان تراکم پذیر با روش حجم محدود حل شده است. با مقایسه نتایج با داده های تجربی موجود، مدل آشفتگی اسپالارت- آلماراس انتخاب شده است. جریان لزج بصورت متقارن محوری وغیرپایا در نظر گرفته شده است. پس از طراحی نازل به روش مشخصه ها، جریان در نازل های مختلف شبیه سازی شده است و پارامترهایی نظیر عدد ماخ، تنش برشی دیواره، راندمان پیشران، فشار دیواره ی نازل، جدایش جریان و موج شوک تحلیل بررسی گردیده است. نتایج به دست آمده برای چهار نوع نازل مسیر- بهینه، مخروطی ۱۵ درجه، مخروطی ۳۰ درجه و نازل طول کوتاه، نشان می دهد که در شرایط طراحی، نازل مسیر- بهینه با تولید نیروی پیشران معادل ۷۸۸۹ نیوتن مناسب ترین نوع نازل است، اما در شرایط خارج از طرح، نازل مخروطی با ۹۷۰۰ نیوتن، نیروی پیشران بیشتری نسبت به سایر نازل ها تولید می کند.

کلیدواژه ها:

شرایط خارج از طرح ، جریان در نازل ، جدایش جریان ، موج شوک ، لایه مرزی ، شبیه سازی عددی