بررسی اثر ارتفاع بستر بر دمای هوای خروجی از یک گرمکن هسته آجری

یکی از گلوگاه های طراحی تونلباد ابرصوتی، طراحی گرمکن آن میباشد. هدف از انجام این پژوهش، طراحی گرمکن بستر سرامیکی در دمای 1800 کلوین برای جلوگیری از میعان هوا در تونلباد ابرصوتی میباشد. ارتفاع بستر به عنوان یکی از پارامترهای مهم در طراحی بستر یک گرمکن بستر سرامیکی دما بالا میباشد. برای طراحی اولیه گرمکن، از طریق یک کد مهندسی غیر لزج روابط حاکم بر جریان سیال و انتقال حرارت حل میشود. این کد با دریافت خواص فیزیکی ثابت و ترمودینامیکی سیال و جامد، ابعاد هندسی بستر و توزیع دمای دیواره، مقدار دمای هوای خروجی گذرا را تخمین میزند. به همین دلیل، طراحی نهایی گرمکن از طریق حل عددی معادلات ناویراستوکس، انرژی و مدل توربولانسی SST K-ω انجام گردید. حلگر مورداستفاده از نوع فشار پایه کاپلد با دقت مرتبهی دوم میباشد. نتایج عددی بهدستآمده از این روش انطباق خوبی با نتایج تجربی دارد. از طریق تحلیل پارامتری، طرحهای مختلفی برای یافتن یک ارتفاع بستر گرمکن مناسب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که ارتفاع بستر مهمترین پارامتر در طراحی بستر گرمکن بوده و تاثیر بیشتری بر مقدار دمای هوای خروجی و مدتزمان اجرا آزمون دارد. درنهایت با استفاده از این نتایج طرح اولیه به یک طرح نهایی با ابعاد قطر بستر 0/45 متر، ارتفاع 1/7متر، قطر سوراخ 3 میلیمتر و تخلخل 0/2512 اصلاح شد.

کلیدواژه ها:

گرمکن بستر سرامیکی ، تونلباد ابرصوتی ، گرمکنهای دما بالا ، چگالش هوا در تونلبادهای ابرصوتی