مطالعه عددی دینامیک فرایند اختلاط فرابحرانی در انژکتورهای پیچشی هم محور
- سال انتشار: 1402
- محل انتشار: فصلنامه سوخت و احتراق، دوره: 15، شماره: 4
- کد COI اختصاصی: JR_JFNC-15-4_002
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 284
نویسندگان
مدرسه مهندسی هوافضا، دانشگاه شینگهوا، پکن، چین.
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی هوافضا، گروه جلوبرندگی
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
چکیده
یک پژوهش عددی، به منظور ارزیابی مشخصه های پاشش و اختلاط کرایوژنیکی یک انژکتور پیچشی هم محور، در شرایط فشاری فرابحرانی انجام شده است. بدین منظور از یک روش ترکیبی موسوم به شبیه سازی تطبیق مقیاسی (جهت مدل سازی عبارات آشفته)، معادله حالت سواو-ردلیک-وانگ (برای محاسبه خواص ترمودینامیکی)، پایگاه داده NIST (برای تخمین خواص انتقالی سیال کرایوژنیکی) و الگوریتم PISO (برای کوپلینگ سرعت-فشار) در حلگر جریان استفاده شده است. پژوهش حاضر که با درنظر گرفتن توامان پیچیدگی های هندسی انژکتور و رفتار کاملا غیرخطی ترمودینامیکی سیال از بسیاری از مطالعات پیشین متمایز است، دینامیک فرایند اختلاط فرابحرانی جت های پیچشی هم محور را با تحلیل کمی عبارات مولد ورتیسیته مشخصه بندی کرده است. نتایج حاکی از آن است که تنها عامل مولد ورتیسیته در محفظه چرخش انژکتور عبارت کج شدگی/ کشیدگی ورتیسیته است که اندازه آن در این ناحیه بهصورت متوسط از مرتبه ۱۰۶ است. در انتهای نازل انژکتور نیز اندازه دو عبارت گشتاور باروکلینیک و اتساع حجمی به مرتبه ۱۰۸ میرسد که یک مرتبه بزرگتر از اندازه عبارت کج شدگی/کشیدگی ورتیسیته در مقطع محوری مفروض است؛ بدین ترتیب در انتهای نازل مکانیزم اختلاط توسط دو عبارت گشتاورباروکلینیک و اتساع حجمی کنترل میشود. مشاهدات عددی حاکی از آن است که اثرات گردابه های بازچرخشی تولید شده در مقابل دهانه خروجی انژکتور قابل توجه بوده و موجب تحریک و افزایش ده برابری سهم کشیدگی/ کجشدگی گردابه در تولید ورتیسیته نسبت به ناحیه انتهایی نازل انژکتور می شود. این مهم به همراه ناپایداری های هیدرودینامیکی کلوین-هلمهولتز نقش مهمی در اختلاط بهینه سوخت و اکسنده در مقابل دهانه انژکتور دارند.کلیدواژه ها
انژکتور پیچشی هم محور, پاشش و اختلاط سیال کرایوژنیکی, شرایط فرابحرانی, بودجه ورتیسیتهاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.