مدلسازی عددی لوله گردابی و بررسی تاثیر تغییر عوامل موثر برکارایی آن
[پایاننامه]
/سعید هوشیارآذر
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۶
۸۵ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
سیستمهای انرژی
۱۳۹۶/۰۷/۰۰
صنعتی سهند
لوله گردابی، لولهای توخالی است که هوا (و یا گازهای دیگر) با فشار و سرعت زیاد به صورت مماسی از یک یا چند نازل که در نزدیکی یک انتهای آن قرار دارند، وارد می شود .این عامل باعث ایجاد جریانی چرخشی با سرعت بسیار بالا و هدایت آن به انتهای دیگر لوله میشود .مقداری از جریان پس از رسیدن به انتها از طریق یک شکاف پیرامونی و با دمایی بالاتر از دمای ورودی لوله را ترک میکند .باقیمانده جریان که موفق به ترک لوله نشده است برگشت داده شده و از اریفیس مرکزی انتهای نزدیک به ورودی و با دمایی پایینتر از دمای ورودی خارج میشود .لوله های گردابی بدلیل حجم کوچک و نداشتن اجزا متحرک و سادگی عملکرد در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است ،همین امر باعث شده است تحقیقات در مورد بهبود عملکرد آن اهمیت پیدا کند .با توجه به پیشرفت علم دینامیک سیالات محساباتی و پیشرفت ابزارهای محاسباتی و عدم نیاز به ساخت و وسایل آزمایشگاهی گرانقیمت موجب استفاده از این روش در این تحقیقات شده است.در این مطالعه با استفاده از شبیه سازی عددی به مطالعه لوله گردابی دو جهته با سیال عامل هوا پرداخته شده است مشخصات هندسی لوله های گردابی مورد بررسی از لحاظ تعداد نازل و ابعاد نازل متفاوت میباشند که مشخصات هندسی آنها عبارتنداز :قطر اریفیس سرد ۳ میلیمتر، قطر خروجی سرد ۶ میلیمتر، قطر لوله گرم ۸.۵ میلیمتر، نسبت طول به قطر ۱۲ ، تعداد نازل ها از ۳ تا ۶ نازل و ابعاد عرض و ارتفاع نازل از ۱.۲۵ تا ۲ میلیمتر .شبیه سازی مسئله در نرم افزار انسیس-فلوئنت انجام گرفته که هندسه جریان بصورت سه بعدی بوده و در فشار عملکردی ۲۰۰ تا ۶۰۰ کیلوپاسکال محدوده ، نسبت جزء سرد جریان از ۰.۳ تا ۰.۸ می باشد .در فرآیند شبیه سازی از روش حل سیمپل برای حل معادلات و از مدل اغتشاشk - برای شبیه سازی اغتشاش جریان استفاده شده است .از مقایسه نتایج بدست آمده از شبیه سازی با نتایج عددی مورد آزمایش با هندسه مشابه مشاهده می شود که شبیه سازی از دقت خوبی برخوردار است .نتایج حاصل از بررسی حاکی از آن است که افزایش فشار ورودی با افزایش جریان گردابی باعث بهبود جدایش انرژی و عملکرد لوله گردابی میشود و لوله گردابی در نسبت جزء سرد های پایین عملکرد بهتری برای تبرید از خود نشان می دهد همچنین نازل با عرض و ارتفاع ۱.۵ میلیمتر، بهترین عملکرد را نسبت به سایر نازل ها از خود نشان میدهد